NO20130812L - Oil for synthesis with slurry bed and process for the preparation of dimethyl ether and a mixture of dimethyl ether and methanol - Google Patents

Oil for synthesis with slurry bed and process for the preparation of dimethyl ether and a mixture of dimethyl ether and methanol

Info

Publication number
NO20130812L
NO20130812L NO20130812A NO20130812A NO20130812L NO 20130812 L NO20130812 L NO 20130812L NO 20130812 A NO20130812 A NO 20130812A NO 20130812 A NO20130812 A NO 20130812A NO 20130812 L NO20130812 L NO 20130812L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas
catalyst
methanol
synthesis
carbon atoms
Prior art date
Application number
NO20130812A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Yotaro Ohno
Takashi Ogawa
Keiichi Okuyama
Seiji Aoki
Tsutomu Shikada
Yasuhiro Mogi
Toshifumi Suzuki
Yasuo Miyoshi
Nobuaki Kobayashi
Kazuro Suzuki
Original Assignee
Inpex Corp
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
Priority claimed from PCT/JP2004/002795 external-priority patent/WO2004078645A1/en
Publication of NO20130812L publication Critical patent/NO20130812L/en
Application filed by Inpex Corp filed Critical Inpex Corp

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
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

En medium olje som anvendes for syntesereaksjon i en slurry-bed reaksjonsprosedyre, omfatter som en hovedkomponent et forgrenet, mettet alifatisk hydrokarbon som har 16 til 50 karbonatomer, 1 til 7 tertiære karbonatomer, O kvaternære karbonatomer, og 1 til 16 karbonatomer i den forgrenete kjede bundet til de tertiære karbonatomer; og minst en av de tertiære karbonatomer er bundet til hydrokarbonkjeder med en kjedelengde som har 4 eller mer karbonatomer i tre retninger. Det beskrives også en fremgangsmåte for fremstilling av dimetyleter eller en blanding av dimetyleter og metanol omfattende å passere en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom en katalysatorslurry inneholdende en blanding omfattende (1) medium oljen (2) en metanolsyntesekatalysator og (3) en metanoldehydreringskatalysatorog en metanolskiftkatalysator eller en metanoldehydrerings/skiftkatalysator.A medium oil used for synthesis reaction in a slurry-bed reaction procedure comprises, as a major component, a branched, saturated aliphatic hydrocarbon having 16 to 50 carbon atoms, 1 to 7 tertiary carbon atoms, 0 quaternary carbon atoms, and 1 to 16 carbon atoms in the branched chain. bonded to the tertiary carbon atoms; and at least one of the tertiary carbon atoms is bonded to hydrocarbon chains having a chain length having 4 or more carbon atoms in three directions. Also disclosed is a process for preparing dimethyl ether or a mixture of dimethyl ether and methanol comprising passing a crude gas containing carbon monoxide and hydrogen through a catalyst slurry containing a mixture comprising (1) the medium oil (2) a methanol synthesis catalyst and (3) a methanol dehydration catalyst and a methanol catalyst catalyst or a methanol dehydration / shift catalyst.

Description

Teknisk områdeTechnical area

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en en medium olje som anvendes for syntesereaksjon med en slurry-bed reaksjonsprosedyre som et medium, og en fremgangsmåte for fremstilling av dimetyleter, og for fremstilling av en blanding av dimetyleter og metanol. The present invention relates to a medium oil which is used for synthesis reaction with a slurry-bed reaction procedure as a medium, and a method for the production of dimethyl ether, and for the production of a mixture of dimethyl ether and methanol.

BakqrunnsteknikkBackground technology

En syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid anvendes som et råmateriale for syntese av F-T, metanol, ammoniakk eller lignende. A synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide is used as a raw material for the synthesis of F-T, methanol, ammonia or the like.

Syntesegassen fremstilles fra forskjellige organiske forbindelser. Det er kjent at en fremgangsmåte for å fremstille syntesegassen er en reaksjon av den organisk forbindelse med damp, og/eller karbondioksid, en partiell oksidering av den organiske forbindelse med oksygen og/eller luft, etc. The synthesis gas is produced from various organic compounds. It is known that a method for producing synthesis gas is a reaction of the organic compound with steam and/or carbon dioxide, a partial oxidation of the organic compound with oxygen and/or air, etc.

Spesifikt, med hensyn til en gassformig organisk forbindelse, anvendes de følgende fremgangsmåter: (1) en fremgangsmåte for å reagere en organisk forbindelse med damp og/eller karbondioksid med høye temperaturer i nærvær av en katalysator, (2) en fremgangsmåte omfattende en partiell oksidering av en organisk forbindelse med oksygen og/eller luft for å generere varmen, hvor dampen og/eller karbondioksidet blandes og reageres i et katalytisk sjikt, og (3) en kombinasjon av (1) og (2). Specifically, with respect to a gaseous organic compound, the following methods are used: (1) a method of reacting an organic compound with steam and/or carbon dioxide at high temperatures in the presence of a catalyst, (2) a method comprising a partial oxidation of an organic compound with oxygen and/or air to generate the heat, where the steam and/or carbon dioxide are mixed and reacted in a catalytic bed, and (3) a combination of (1) and (2).

Imidlertid har de ovenfor angitte fremgangsmåter ulemper som følger.However, the above methods have disadvantages as follows.

I metode (1), idet karbon produseres på en katalysator ved dekomponering av en organisk forbindelse ved høye temperaturer, oppstår det en øvre grense for temperaturen. I metode (2), en organisk forbindelse dekomponeres hurtig ved hjelp av oksygen, men den organiske forbindelse som en varmekilde konsumeres fortrinnsvis så lite som mulig. Derfor, krever metoden fortrinnsvis en lav temperatur. Videre, siden metodene i (1) til (3), en reaksjon som produserer karbon på en katalysator fra et produsert karbonmonoksid også kan forekomme, gis det en nedre grense for temperaturen. In method (1), as carbon is produced on a catalyst by decomposing an organic compound at high temperatures, an upper limit to the temperature arises. In method (2), an organic compound is rapidly decomposed by means of oxygen, but the organic compound as a heat source is preferably consumed as little as possible. Therefore, the method preferably requires a low temperature. Furthermore, since the methods in (1) to (3), a reaction that produces carbon on a catalyst from a produced carbon monoxide can also occur, a lower limit is given for the temperature.

For å løse disse problemer blir påfølgende fremgangsmåter beskrevet.To solve these problems, subsequent methods are described.

Som en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass vil anvendelse av en katalysator beskriver for eksempel patentdokument 1 en fremgangsmåte hvor en katalysator som har undertrykt karbondeponeringsaktivitet anvendes for reaksjonen av det ikke- redigerte karbon- inneholdende organiske forbindelse i høy- temperatur blandet gass med karbondioksid og/eller damp. Patentdokument 2 beskriver en fremgangsmåte hvor, med et formål å tilveiebringe en katalysator for produksjon av en syntesegass med en metan-omdanningsreaksjon, en høyaktivitets katalysator for metanomdanning kan oppnås ved å modifisere katalysatoren ved å støtte den til en bærer eller ved å blande til katalysatoren en spesifikk mengde av minst én metallforbindelse valgt blant platinumgruppe metallelementer. As a method for producing a synthesis gas, the use of a catalyst, for example, patent document 1 describes a method where a catalyst that has suppressed carbon deposition activity is used for the reaction of the unedited carbon-containing organic compound in a high-temperature mixed gas with carbon dioxide and/ or steam. Patent document 2 describes a method in which, for the purpose of providing a catalyst for the production of a synthesis gas with a methane conversion reaction, a high activity catalyst for methane conversion can be obtained by modifying the catalyst by supporting it to a support or by mixing into the catalyst a specific amount of at least one metal compound selected from platinum group metal elements.

På den andre side, for en fremgangsmåte for en syntesegass uten en katalysator beskriver patentdokument 3 at dannelsestemperaturen innstilles til cirka 1000 til 1900 °C. On the other hand, for a process for a synthesis gas without a catalyst, patent document 3 describes that the formation temperature is set to approximately 1000 to 1900 °C.

Patentdokument 1Patent document 1

PCT Japansk oversettelse patent republiseringsnummer W098/46525 PCT Japanese Translation Patent Republication Number W098/46525

Patentdokument 2Patent document 2

Japansk ikke-eksaminert patentsøknad publiseringsnummer 9-131533. Japanese Unexamined Patent Application Publication Number 9-131533.

Patentdokument 3Patent document 3

Japansk gransket patentsøknad, publiseringsnummer 52-46192.Japanese Examined Patent Application, Publication Number 52-46192.

Beskrivelse av oppfinnelsenDescription of the invention

Problemer som må løses av oppfinnelsenProblems to be solved by the invention

Imidlertid, i en fremgangsmåte ved anvendelse av en katalysator, i tilfellet hvor H2/CO i en syntesegass reduseres til 2 eller mindre, er økningen i karbondioksidkonsentrasjonen i den produserte syntesegass ikke neglisjerbar. For eksempel, i en prosess for å syntefisere dimetyleter ved anvendelse av følgende reaksjonsformel (1), er det nødvendig med en syntesegass som har forhold for 1:1 av hydrogen til karbonmonoksid, men i en fremgangsmåte som anvender en katalysator når karbondioksid konsentrasjonen i den produserte syntesegass 20 til 40 % på et tørrstoff basis. However, in a process using a catalyst, in the case where H 2 /CO in a synthesis gas is reduced to 2 or less, the increase in carbon dioxide concentration in the produced synthesis gas is not negligible. For example, in a process to synthesize dimethyl ether using the following reaction formula (1), a synthesis gas having a ratio of 1:1 of hydrogen to carbon monoxide is required, but in a process using a catalyst, carbon dioxide reaches the concentration in the produced synthesis gas 20 to 40% on a dry matter basis.

Karbondioksid som er til stede i en rågass inhiberer reaksjonen, slik at den skadelig påvirker fremstillingsprosessen. Videre, sirkulasjon av en stor mengde karbondioksid i et reaksjonssystem er ikke ønskelig, på grunn av at det øker apparatkostnader og driftskostnader. Carbon dioxide present in a raw gas inhibits the reaction, thus adversely affecting the manufacturing process. Furthermore, circulation of a large amount of carbon dioxide in a reaction system is not desirable, due to the fact that it increases apparatus costs and operating costs.

For å hindre disse ulemper, kan man vurdere en prosess for å fjerne CO2fra rågassen, men dette vil resultere i økning i apparatkostnader og driftskostnader. To prevent these disadvantages, one can consider a process to remove CO2 from the raw gas, but this will result in an increase in equipment costs and operating costs.

Videre, er det kjent at i et katalytisk sjikt produseres karbon med den følgende reaksjon, hvor et trykkfall i katalysatorsjiktet øker, og også aktiviteten av katalysatoren reduseres på grunn av dekning av overflaten av katalysatoren, som hindrer drift av apparatet. Furthermore, it is known that in a catalytic bed, carbon is produced with the following reaction, where a pressure drop in the catalyst bed increases, and also the activity of the catalyst is reduced due to coverage of the surface of the catalyst, which prevents operation of the apparatus.

Når man fremstiller en syntesegass hvor H2/CO er så lav som 1, økes konsentrasjonen av CO i gassen, slik at karbon spesielt enkelt produseres. When producing a synthesis gas where H2/CO is as low as 1, the concentration of CO in the gas is increased, so that carbon is particularly easily produced.

På den andre side, i en fremgangsmåte som ikke anvender katalysator, for ikke å tilbakeholde et hydrokarbon som er et mellomprodukt, eller en ikke-reagert organisk forbindelse, tenderer reaksjonstemperaturen til å bli høy. Den høye temperatur kan oppnås ved en forbrenning av brenselet, men forholdet mellom råmaterialer som skal omdannes til H2og CO i forhold til det som skal forandres til varme øker, slik at energieffektiviteten reduseres. For å øke energieffektiviteten vurderes det også at reaksjonstemperaturen reduseres. Imidlertid, dersom reaksjonstemperaturen reduseres dannes et hydrokarbon inkluderende metall eller acetylen i den produserte gass. Det resulterende metan senker reaktiviteten av nedstrømsprosessen som anvender syntesegassen, og det resterende acetylen gjør det vanskelig å komprimere syntesegassen, og der er også en risiko for å produsere et eksplosivt acetylid i fabrikksystemet. On the other hand, in a process that does not use a catalyst, in order not to retain a hydrocarbon which is an intermediate, or an unreacted organic compound, the reaction temperature tends to be high. The high temperature can be achieved by burning the fuel, but the ratio between raw materials to be converted into H2 and CO in relation to what is to be changed into heat increases, so that the energy efficiency is reduced. In order to increase energy efficiency, it is also considered that the reaction temperature is reduced. However, if the reaction temperature is reduced, a hydrocarbon including metal or acetylene is formed in the produced gas. The resulting methane lowers the reactivity of the downstream process using the synthesis gas, and the remaining acetylene makes it difficult to compress the synthesis gas, and there is also a risk of producing an explosive acetylide in the factory system.

Den foreliggende oppfinnelse har blitt utviklet i lys av disse forhold. Således, et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en medium olje som anvendes for syntesereaksjon med en slurry-bed reaksjonsprosedyre som et medium, og en fremgangsmåte for fremstilling av dimetyleter, og for fremstilling av en blanding av dimetyleter og metanol. The present invention has been developed in light of these conditions. Thus, an object of the present invention is to provide a medium oil which is used for synthesis reaction with a slurry-bed reaction procedure as a medium, and a method for the production of dimethyl ether, and for the production of a mixture of dimethyl ether and methanol.

Midler for å løse problemeneMeans to solve the problems

For å løse de ovenfor angitte problemer har oppfinnerne av foreliggende oppfinnelse studert likevektstemperaturen. Som et resultat har oppfinnerne oppnådd følgende. In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have studied the equilibrium temperature. As a result, the inventors have achieved the following.

Dersom temperaturen for å nå en likevektstilstand (utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet) innstilles til 1100 til 1300 °C, selv om forholdet mellom hydrogen til karbonmonoksid reduseres, så produseres ikke sot, og mengden karbondioksid som et hjelperåmateriale kan også reduseres. Som et resultat, ved anvendelse av et LNG- brensel, er det mulig å redusere karbondioksidkonsentrasjonen i den produserte gass til 10 vol% eller mindre. Ved anvendelse av et LPG- brensel, er det mulig å frembringe en karbondioksidkonsentrasjon i den produserte gass på 5 vol%. Også, siden en katalysator opereres effektivt ved høye temperaturer, er en høy kostnadsdyr katalysator som inneholder edelmetaller ikke nødvendig, og mengden av katalysator kan reduseres. If the temperature to reach an equilibrium state (the starting temperature of the catalyst bed) is set to 1100 to 1300 °C, even if the ratio of hydrogen to carbon monoxide is reduced, soot is not produced, and the amount of carbon dioxide as an auxiliary raw material can also be reduced. As a result, when using an LNG fuel, it is possible to reduce the carbon dioxide concentration in the produced gas to 10 vol% or less. When using an LPG fuel, it is possible to produce a carbon dioxide concentration in the produced gas of 5 vol%. Also, since a catalyst operates efficiently at high temperatures, a high-cost catalyst containing noble metals is not necessary, and the amount of catalyst can be reduced.

I tillegg, inngangstemperaturen for katalysatorsjiktet reduseres ved å innstille gass retensjonstiden oppstrøms for katalysatorsjiktet til 2 sekunder eller mer. In addition, the catalyst bed inlet temperature is reduced by setting the gas retention time upstream of the catalyst bed to 2 seconds or more.

Den foreliggende oppfinnelse er basert på kunnskapen angitt ovenfor, og er den søknad som foreliggende søknad er avdelt fra angitt «som den femte oppfinnelse», og omtales senere i dette dokument. For å ha en full forståelse av teknologien beskrives også de andre løsninger, angitt som «aspekter», men disse er ikke en del av foreliggende oppfinnelse som er definert i de medfølgende patentkrav. The present invention is based on the knowledge stated above, and is the application from which the present application is divided from stated "as the fifth invention", and is discussed later in this document. In order to have a full understanding of the technology, the other solutions are also described, indicated as "aspects", but these are not part of the present invention which is defined in the accompanying patent claims.

Aspektet beskrevet i aspekt 1 er en fremgangsmåte for å fremstille en syntesegass brennkammersom har hydrogen og karbonmonoksid som hovedkomponenter, som fremstilles ved å omdanne en gass med en katalysator, hvor gassen produseres ved en delvis forbrenning av hydrokarboner ved anvendelse av et syntesegassproduserende brennkammer hvor et katalysatorsjikt dannes på innsiden derav, kjennetegnet ved at karbondioksidkonsentrasjonen i den fremstilte syntesegass er 10 % eller mindre ved å innstille utgangstemperaturen i katalysatorsjiktet til 1100 til 1300 The aspect described in aspect 1 is a method for producing a synthesis gas combustion chamber having hydrogen and carbon monoxide as main components, which is produced by converting a gas with a catalyst, where the gas is produced by a partial combustion of hydrocarbons using a synthesis gas producing combustion chamber where a catalyst bed is formed inside thereof, characterized in that the carbon dioxide concentration in the produced synthesis gas is 10% or less by setting the outlet temperature in the catalyst bed to 1100 to 1300

°C. °C.

Aspektet beskrevet i aspekt 2 er kjennetegnet ved at gassretensjonstiden oppstrøms for katalysatorsjiktet er 2 sekunder eller mer. The aspect described in aspect 2 is characterized by the gas retention time upstream of the catalyst bed being 2 seconds or more.

Aspektet beskrevet i aspekt 3 er kjennetegnet ved at det etter terminering av den katalytiske reaksjon så avkjøles syntesegassen hurtig til 600 °C eller mindre. The aspect described in aspect 3 is characterized by the fact that, after termination of the catalytic reaction, the synthesis gas is cooled rapidly to 600 °C or less.

Aspektet beskrevet i aspekt 4 er en fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter fra en syntesegass som inneholder karbonmonoksid og hydrogen, kjennetegnet ved at man benytter syntesegassen fremstilt med fremgangsmåten i samsvar med et av aspektene 1-3. The aspect described in aspect 4 is a method for producing dimethyl ether from a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, characterized by using the synthesis gas produced by the method in accordance with one of aspects 1-3.

Aspektet beskrevet i aspekt 5 er en fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter fra en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen med forholdet 1:0,8 til 1,2, kjennetegnet ved anvendelse av syntesegassen fremstilt ved fremgangsmåten i samsvar med et av aspektene 1-3. The aspect described in aspect 5 is a method for producing dimethyl ether from a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen with a ratio of 1:0.8 to 1.2, characterized by using the synthesis gas produced by the method in accordance with one of aspects 1-3.

Aspektet beskrevet i aspekt 6 er et fremstillingsbrennkammer for fremstilling av en syntesegass som omfatter effusjon av råmateriale som inneholder minst et hydrokarbon og et oksiderende middel, fra en brenner montert ved toppdelen av brennkammeret; partiell forbrenning av hydrokarbonet i et rom over katalysatorsjiktet som dannes på innsiden av brennkammeret; og fremstilling av en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid i katalysatorsjiktet, kjennetegnet ved at den har et rom som møter betingelsene gitt i ligninger (1) og (2), over katalysatorsjiktet: The aspect described in aspect 6 is a production combustor for producing a synthesis gas comprising effusion of feedstock containing at least one hydrocarbon and an oxidizing agent from a burner mounted at the top of the combustor; partial combustion of the hydrocarbon in a space above the catalyst bed formed inside the combustion chamber; and producing a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide in the catalyst layer, characterized in that it has a space that meets the conditions given in equations (1) and (2), above the catalyst layer:

1) L> D/2xcotan 01(og1) L> D/2xcotan 01(and

2) Gassretensjonstiden i rommet er 2 sekunder eller mer,2) The gas retention time in the room is 2 seconds or more,

hvor L er en høyde på rommet over katalysatorsjiktet, D er en innsidediameter i brennkammeret, & i er 1/2 vinkel av en apeksvinkel i det vertikale tverrsnitt av en konisk bredde på en effusjonsstrøm som siver inn i innsiden av brennkammeret fra brenneren, som er i området av 6,5 ° £ 9i £ 9°. where L is a height of the space above the catalyst bed, D is an inside diameter of the combustion chamber, & i is 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of a conical width of an effusion stream seeping into the inside of the combustion chamber from the burner, which is in the range of 6.5 ° £ 9i £ 9°.

Aspektet beskrevet i aspekt 7 er brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i aspekt 6, kjennetegnet ved at den ytterligere tilfredsstiller tilstand i (3): (3) 92^ 25°, hvor 92er en 1/2 vinkel av apeksvinkelen i de vertikale tverrsnitt seksjon av den konisk formede toppdel av brennkammeret. The aspect described in aspect 7 is the combustion chamber for producing a synthesis gas described in aspect 6, characterized in that it further satisfies condition in (3): (3) 92^ 25°, where 92 is a 1/2 angle of the apex angle in the vertical cross-sections section of the conically shaped top part of the combustion chamber.

Aspektet beskrevet i aspekt 8 er et brennkammer for fremstilling av en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid i et katalysatorsjikt ved å effusere et råmateriale inneholdende minst et hydrokarbon og et oksiderende middel fra en brenner montert på toppdelen av brennkammeret, og partielt å forbrenne hydrokarbonet i et rom over katalysatorsjiktet dannet på innsiden av brennkammeret, kjennetegnet ved at den har et rom som oppfyller betingelsene i følgende (1), (2) og (4) på katalysatorsjiktet: The aspect described in aspect 8 is a combustion chamber for producing a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide in a catalyst bed by effusion of a raw material containing at least a hydrocarbon and an oxidizing agent from a burner mounted on the top part of the combustion chamber, and partially burning the hydrocarbon in a space above the catalyst layer formed on the inside of the combustion chamber, characterized in that it has a space that fulfills the conditions in the following (1), (2) and (4) on the catalyst layer:

(1) L> D/2xcotan 01((1) L> D/2xcotan 01(

(2) Gassretensjonstiden i rommet er 2 sekunder eller mer, og(2) The gas retention time in the room is 2 seconds or more, and

(4) L< 10d, (4) L< 10d,

hvor L er en høyde på rommet over katalysatorsjiktet, D er en innsidediameter i brennkammeret, 01er 1/2 vinkel av en apeksvinkel i det vertikale tverrsnitt av en konisk bredde på en effusjonsstrøm som utslipper inn på innsiden av brennkammeret fra brenneren, som er i området av 6,5 ° < 0!<<>9°, og d er en minimumsdiameter av en sirkel som i stand til å dekke alle gassutslippshullene i brenneren. where L is a height of the space above the catalyst bed, D is an inside diameter of the combustion chamber, 01 is 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of a conical width of an effusion stream discharging into the inside of the combustion chamber from the burner, which is in the area of 6.5° < 0!<<>9°, and d is a minimum diameter of a circle capable of covering all the gas discharge holes in the burner.

Aspektet beskrevet i aspekt 9 er et brennkammer for fremstilling av en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid i et katalysatorsjikt ved å utslippe et råmateriale inneholdende minst et hydrokarbon og et oksiderende middel fra en brenner montert ved toppdelen av brennkammeret, og partielt forbrenne hydrokarboner i et rom over katalysatorsjiktet som dannes på innsiden av brennkammeret, kjennetegnet ved at den har et rom som oppfyller betingelsene i følgende (1), (2), (3) og (5), over katalysatorsjiktet. The aspect described in aspect 9 is a combustion chamber for producing a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide in a catalyst bed by discharging a raw material containing at least one hydrocarbon and an oxidizing agent from a burner mounted at the top of the combustion chamber, and partially burning hydrocarbons in a space above the catalyst bed formed on the inside of the combustion chamber, characterized by having a space that meets the conditions in the following (1), (2), (3) and (5), above the catalyst bed.

(1) L> D/2xcotan 01((1) L> D/2xcotan 01(

(2) En gassretensjonstid i rommet er 2 sekunder eller mer,(2) A gas retention time in the room is 2 seconds or more,

(3) 0225°, og (3) 0225°, and

(5) D 3d,(5) D 3d,

hvor L er en høyde i rommet over katalysatorsjiktet, D er en innsidediameter av brennkammeret, 01er 1/2 vinkel av en apeksvinkel i den vertikale tverrseksjon av en konisk bredde på en effusjonsstrøm som utslipper inn på innsiden av brennkammeret fra brenneren, som er i området av 6,5 ° < 0! < 9°, where L is a height in the space above the catalyst bed, D is an inside diameter of the combustion chamber, 01 is 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of a conical width of an effusion stream discharging into the inside of the combustion chamber from the burner, which is in the area of 6.5 ° < 0! < 9°,

02 er en 14 vinkel av apeksvinkelen i den vertikale tverrseksjon av den øvre konisk formede del av brennkammeret, og d er en minimumsdiameter av en sirkel som i stand til å dekke alle gassutslippshullene i brenneren. 02 is a 14 angle of the apex angle in the vertical cross-section of the upper conical part of the combustion chamber, and d is a minimum diameter of a circle capable of covering all the gas discharge holes in the burner.

Aspektet beskrevet i aspekt 10 er brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i aspekt 9, kjennetegnet ved at den ytterligere tilfredsstiller betingelsene i (4). (4) L< 10d. The aspect described in aspect 10 is the combustion chamber for producing a synthesis gas described in aspect 9, characterized in that it further satisfies the conditions in (4). (4) L< 10d.

Aspektet beskrevet i aspekt 11 er brennkammeret for fremstilling av en syntesegass i samsvar med et av aspektene 6-10, kjennetegnet ved at karbondioksidkonsentrasjonen i syntesegassen som fremstilles er 10 vol% eller mindre ved å innstille utgangstemperaturen i katalysatorsjiktet til 1100 til 1300°C. The aspect described in aspect 11 is the combustion chamber for producing a synthesis gas in accordance with one of aspects 6-10, characterized in that the carbon dioxide concentration in the synthesis gas produced is 10 vol% or less by setting the outlet temperature in the catalyst bed to 1100 to 1300°C.

Aspektet beskrevet i aspekt 12 er brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i aspekt 11, kjennetegnet ved at den etter terminering av den katalytiske reaksjon så avkjøles syntesegassen hurtig til 600 °C eller mindre. The aspect described in aspect 12 is the combustion chamber for the production of a synthesis gas described in aspect 11, characterized in that, after termination of the catalytic reaction, the synthesis gas is rapidly cooled to 600 °C or less.

Aspektet beskrevet i aspekt 13 er brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i et av aspektene 6-12, kjennetegnet ved at dimetyleter fremstilles fra syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som fremstilles av brennkammeret for fremstilling av syntesegassen. The aspect described in aspect 13 is the combustion chamber for producing a synthesis gas described in one of aspects 6-12, characterized in that dimethyl ether is produced from the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, which is produced by the combustion chamber for producing the synthesis gas.

Aspektet beskrevet i aspekt 14 er brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i et av aspektene 6-12, kjennetegnet ved at dimetyleter fremstilles fra syntesegassen som inneholder karbonmonoksid og hydrogen som har forholdet 1:0,8 til 1,2, som fremstilles av brennkammeret for fremstilling av syntesegassen. The aspect described in aspect 14 is the combustion chamber for producing a synthesis gas described in one of aspects 6-12, characterized in that dimethyl ether is produced from the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen having a ratio of 1:0.8 to 1.2, which is produced by the combustion chamber for the production of the synthesis gas.

Kort beskrivelse av figureneBrief description of the figures

Fig. 1 er et konstruksjonsdiagram som viser et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 2 er et vertikalt tverrseksjonsriss av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 3 er et vertikalt tverrseksjonsriss av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass (som viser definisjonen av Øi). Fig. 4 er et vertikalt tverrsnittriss av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 5 er et vertikalt tverrsnittriss av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 6 er et vertikalt tverrsnittriss av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 7 er et vertikalt tverrsnittriss av en konvensjonell brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 8 er et skjematisk diagram som viser et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 9 er et skjematisk diagram som viser et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 10 er et flytdiagram av en utførelse av et apparat for fremstilling av DME. Fig. 1 is a construction diagram showing a combustion chamber for the production of a synthesis gas. Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of a combustion chamber for the production of a synthesis gas. Fig. 3 is a vertical cross-sectional view of a combustion chamber for the production of a synthesis gas (showing the definition of Øi). Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of a combustion chamber for producing a synthesis gas. Fig. 5 is a vertical cross-sectional view of a combustion chamber for producing a synthesis gas. Fig. 6 is a vertical cross-sectional view of a combustion chamber for producing a synthesis gas. Fig. 7 is a vertical cross-sectional view of a conventional combustion chamber for producing a synthesis gas. Fig. 8 is a schematic diagram showing a combustion chamber for the production of a synthesis gas. Fig. 9 is a schematic diagram showing a combustion chamber for the production of a synthesis gas. Fig. 10 is a flow diagram of an embodiment of an apparatus for producing DME.

Fig. 11 er et detaljert riss som viser en gassvæske separator.Fig. 11 is a detailed view showing a gas-liquid separator.

Fig. 12 er et eksperimentapparat for å bestemme sammensetningen av et produkt idet MeOH returneres til en reaktor. Fig. 13 er en graf som viser en tidsmessig variasjon i CO omdanning idet renheten av MeOH forandres. Fig. 14 er et konstruksjonsdiagram for å forklare synteseapparatet for syntese av dimetyleter. Fig. 12 is an experimental apparatus for determining the composition of a product as MeOH is returned to a reactor. Fig. 13 is a graph showing a temporal variation in CO conversion as the purity of MeOH changes. Fig. 14 is a construction diagram for explaining the synthesis apparatus for the synthesis of dimethyl ether.

Beste måte å utføre aspektet påBest way to perform the aspect

Som for et første aspektAs for a first aspect

Heretter, vil foreliggende aspekt bli beskrevet i detalj.Hereafter, the present aspect will be described in detail.

I en konvensjonell prosess for fremstilling av en syntesegass, vil det resterende av et overskudd av karbondioksid inhibere reaksjonen, og dermed skadelig påvirke en fremstillingsprosess. Først vil resultatene av undersøkelsen av denne ulempen vil beskrevet. In a conventional process for the production of a synthesis gas, the remaining of an excess of carbon dioxide will inhibit the reaction, thus adversely affecting a production process. First, the results of the investigation of this drawback will be described.

For eksempel, i en prosess for syntetisering av dimetyleter fra en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som representert i formel (1) nedenfor, er det behov for en syntesegass som har 1:1 i forholdet mellom hydrogen til karbonmonoksid. For example, in a process for synthesizing dimethyl ether from a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen, as represented in formula (1) below, a synthesis gas having a 1:1 ratio of hydrogen to carbon monoxide is needed.

Imidlertid, i tilfelle fremstilling av en syntesegass (en blandet gass som har hovedsakelig (inneholdende) hydrogen og karbonmonoksid) fra en naturgass eller en propangass som et råmateriale, generelt, er det molare forhold av hydrogen/karbonmonoksid 2 eller mer, og derfor må det molare forhold av hydrogen/karbonmonoksid i syntesegassen reduseres i tilfelle anvendelse av syntesegassen i prosessen for syntetisering av dimetyleter. For å redusere andelen hydrogen i syntesegassen, er det for eksempel effektivt å øke karbon-monoksidet ved å introdusere karbondioksid til reaksjonssystemet av syntesegassen og reagere med hydrogen, i samsvar med formel (2). However, in the case of producing a synthesis gas (a mixed gas having mainly (containing) hydrogen and carbon monoxide) from a natural gas or a propane gas as a raw material, in general, the molar ratio of hydrogen/carbon monoxide is 2 or more, and therefore it must molar ratios of hydrogen/carbon monoxide in the synthesis gas are reduced in the case of using the synthesis gas in the process for synthesizing dimethyl ether. To reduce the proportion of hydrogen in the synthesis gas, for example, it is effective to increase the carbon monoxide by introducing carbon dioxide to the reaction system of the synthesis gas and reacting with hydrogen, in accordance with formula (2).

Imidlertid, siden den ovenfor angitte reaksjon (2) er en likevektsreaksjon, så vil ikke alt karbondioksidet som introduseres reagere, og det ureagerte, nemlig overskudd av karbondioksid, forblir i en produsert syntesegass. Også, i praksis, for å opprettholde 1:1 av forholdet mellom hydrogen til karbonmonoksid, så tilsettes generelt karbondioksid mer enn strømningsraten av en rågass, så som naturgass etc, hvorved konsentrasjonen av karbondioksid inneholdt i den produserte syntesegass når 20 til 40 % basert på tørt stoff. However, since the above-mentioned reaction (2) is an equilibrium reaction, not all of the carbon dioxide introduced will react, and the unreacted, namely excess carbon dioxide, remains in a produced synthesis gas. Also, in practice, in order to maintain the 1:1 ratio of hydrogen to carbon monoxide, carbon dioxide is generally added more than the flow rate of a raw gas, such as natural gas, etc., whereby the concentration of carbon dioxide contained in the produced synthesis gas reaches 20 to 40% based on dry substance.

Derfor, har oppfinnerne videre undersøkt for å løse problemet med å redusere karbondioksidkonsentrasjonen. Som et resultat har de oppnådd følgende. Therefore, the inventors have further investigated to solve the problem of reducing the carbon dioxide concentration. As a result, they have achieved the following.

En produsert syntesegass inneholder karbonmonoksid, karbondioksid, hydrogen og vann (damp), som opprettholder en likevekt ved en skiftreaksjon representert med følgende reaksjonsformel (3) A produced synthesis gas contains carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and water (steam), which maintains an equilibrium by a shift reaction represented by the following reaction formula (3)

For å øke karbonmonoksid (CO) og redusere hydrogen (hb), er det foretrukket at reaksjonen går mot venstre side i formelen ved å tilsette karbondioksid (CO2) til reaksjonssystemet. Imidlertid, karbondioksidkonsentrasjonen i en syntesegass økes som beskrevet ovenfor. På den andre side, siden reaksjonen går mot venstre ved høyere temperatur og til høyre ved lavere temperatur, for å øke H2, det vil si for å øke CO, kan reaksjonen utføres ved høy temperatur. Det lave forhold av H2/CO kan realiseres ved å forhøye temperaturen, dermed inhiberes CO2tilsatt til systemet og redusere konsentrasjonen av CO2inneholdt i den produserte gass. Imidlertid, siden en katalysator generelt har en begrensende varmeresistenstemperatur, så må temperaturen ikke overstige denne temperatur. Der er en Ni-katalysator som anvendes generelt, men smeltepunktet for Ni er 1455 °C, og derfor er maksimumstemperaturen for bruk av en katalysator av finfordelte Ni-partikler støttet på en bærer 1455 °C eller mindre. In order to increase carbon monoxide (CO) and decrease hydrogen (hb), it is preferred that the reaction goes towards the left side of the formula by adding carbon dioxide (CO2) to the reaction system. However, the carbon dioxide concentration in a synthesis gas is increased as described above. On the other hand, since the reaction goes to the left at higher temperature and to the right at lower temperature, to increase H2, that is, to increase CO, the reaction can be carried out at high temperature. The low ratio of H2/CO can be realized by raising the temperature, thereby inhibiting CO2 added to the system and reducing the concentration of CO2 contained in the produced gas. However, since a catalyst generally has a limiting heat resistance temperature, the temperature must not exceed this temperature. There is a Ni catalyst that is generally used, but the melting point of Ni is 1455°C, and therefore the maximum temperature for using a catalyst of finely divided Ni particles supported on a support is 1455°C or less.

En syntesegass fremstilles heri ved å anvende et brennkammer for å produsere en syntesegass hvor et katalysatorsjikt tilveiebringes deri. Det vil si, brennkammeret for å produsere en syntesegass er en autotermisk omdanner (heretter benevnt som ATR) hvor en gass fremstilt av en partiell forbrenning av hydrokarboner omdannes med en katalysator, hvorved en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid som hovedkomponenter fremstilles. Videre, selv om temperaturen av syntesegassen som oppnås er cirka 1000 °C siden inngangstemperaturen av katalysatorsjiktet i ATRen er generelt cirka 1400 °C, opereres ATRen generelt ved 1400 °C eller mindre. A synthesis gas is produced herein by using a combustion chamber to produce a synthesis gas where a catalyst layer is provided therein. That is, the combustion chamber for producing a synthesis gas is an autothermal converter (hereinafter referred to as ATR) where a gas produced by a partial combustion of hydrocarbons is converted with a catalyst, whereby a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide as main components is produced. Furthermore, although the temperature of the synthesis gas obtained is approximately 1000°C since the inlet temperature of the catalyst bed in the ATR is generally approximately 1400°C, the ATR is generally operated at 1400°C or less.

Oppfinnerne har kontrollert over temperaturforskjellen mellom en inngangs- og en utgang av et katalysatorsjikt på innsiden av en ATR. Som et resultat fant de at en gass introdusert inn i katalysatorsjiktet inneholdende metan som fløt ut av en partiell forbrenningsregion, som er hovedårsaken for at temperaturforskjellen mellom inngang og utgang av katalysatorsjiktet. Det vil si, metan reagerte med omgivende CO2eller H2, og omdannes til CO + H2, som er en endotermreaksjon. I det tilfellet hvor en gass inneholder 10 % av metan ved en temperatur på 1400 °C i inngangen til katalysatorsjiktet dekomponeres alle i katalysatorsjiktet, og utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet er cirka 1000 °C idet den beregnes fra en endoterm mengde. The inventors have controlled the temperature difference between an inlet and an outlet of a catalyst layer on the inside of an ATR. As a result, they found that a gas introduced into the catalyst bed containing methane flowed out of a partial combustion region, which is the main reason for the temperature difference between the inlet and outlet of the catalyst bed. That is, methane reacted with ambient CO2 or H2, and is converted to CO + H2, which is an endothermic reaction. In the case where a gas contains 10% of methane at a temperature of 1400 °C at the entrance to the catalyst bed, all decompose in the catalyst bed, and the exit temperature of the catalyst bed is approximately 1000 °C as it is calculated from an endothermic amount.

Reaksjonslikevekt eksisterer i utgangen av et katalysatorsjikt som har en tilstrekkelig kapasitet til å være i stand til å forbruke metan, og derfor vil CO2-konsentrasjonen av en produsert syntesegass bestemmes med denne temperatur. Reaction equilibrium exists at the output of a catalyst bed that has a sufficient capacity to be able to consume methane, and therefore the CO2 concentration of a produced synthesis gas will be determined by this temperature.

Som vist ovenfor, med senking av konsentrasjonen av metan i inngangen av et katalysatorsjikt, så elimineres temperaturforskjellen mellom inngangen og utgangen av katalysatorsjiktet i en ATR, og det er mulig å senke konsentrasjonen av CO2i en syntesegass med å forhøye utgangstemperaturen i katalysatorsjiktet mens man opprettholder inngangstemperaturen i katalysatorsjiktet under den begrensende varme- resistente temperatur for katalysatoren. As shown above, by lowering the concentration of methane in the inlet of a catalyst bed, the temperature difference between the inlet and outlet of the catalyst bed in an ATR is eliminated, and it is possible to lower the concentration of CO2 in a synthesis gas by raising the outlet temperature in the catalyst bed while maintaining the inlet temperature in the catalyst bed below the limiting heat-resistant temperature of the catalyst.

Det er videre funnet at selv om mengden av oksygen anvendt for en partiell forbrenning av et hydrokarbon økes for å forhøye utgangstemperaturen for katalysatorsjiktet, så er økning i inngangstemperaturen av katalysatorsjiktet mindre enn for utgangstemperaturen derav. Dette forårsakes av nedgangen i mengde metanflyt ut ved å akselerere den partielle forbrenningsreaksjon på grunn av økning i temperaturen i den region hvor den partielle forbrenning foregår. It has further been found that even if the amount of oxygen used for a partial combustion of a hydrocarbon is increased to raise the outlet temperature of the catalyst bed, the increase in the inlet temperature of the catalyst bed is less than that of the outlet temperature thereof. This is caused by the decrease in the amount of methane flowing out by accelerating the partial combustion reaction due to an increase in the temperature in the region where the partial combustion takes place.

Som vist ovenfor, for å redusere konsentrasjonen av CO2oppnådd i en produsert gass, så er utgangstemperaturen av et katalysatorsjikt fortrinnsvis høy. Imidlertid, idet det er mulig å redusere konsentrasjonen av CO2i katalysatorsjiktet med å øke utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet, så er energieffektiviteten redusert. Således, for å kunne få konsentrasjon av CO2til å bli 10 % eller mindre, så innstilles utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet ved 1100 til 1300 °C. As shown above, in order to reduce the concentration of CO2 achieved in a produced gas, the outlet temperature of a catalyst bed is preferably high. However, since it is possible to reduce the concentration of CO2 in the catalyst bed by increasing the outlet temperature of the catalyst bed, the energy efficiency is reduced. Thus, in order to be able to get the concentration of CO2 to be 10% or less, the outlet temperature of the catalyst bed is set at 1100 to 1300 °C.

Videre, i et katalysatorsjikt, er det kjent at karbon produseres ved følgende reaksjon, hvor trykkfallet av katalysatorsjiktet økes. Det er også kjent at overflaten av katalysatoren dekkes, hvorved aktiviteten av katalysatoren senkes, noe som hindrer operasjon av apparatet. Furthermore, in a catalyst layer, it is known that carbon is produced by the following reaction, where the pressure drop of the catalyst layer is increased. It is also known that the surface of the catalyst is covered, whereby the activity of the catalyst is lowered, which prevents operation of the apparatus.

2C0 -► C + C022C0 -► C + C02

Siden denne reaksjon er en eksoterm reaksjon vil karbon enklere produseres ved lavere temperatur. Som for dette punkt (inhibering av dannelse av karbon), er det fordelaktig å øke temperaturen i katalysatorsjiktet. I praksis, ved å øke utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet til 1100 °C eller mer, ble dannelse av karbon på overflaten av katalysatoren hindret selv i det tilfellet hvor man fremstilte en syntesegass som har H2/CO- forhold på 1, under reaksjonsbetingelsene ved cirka 30 atm. Since this reaction is an exothermic reaction, carbon will be more easily produced at a lower temperature. As for this point (inhibition of carbon formation), it is beneficial to increase the temperature of the catalyst bed. In practice, by increasing the outlet temperature of the catalyst bed to 1100 °C or more, formation of carbon on the surface of the catalyst was prevented even in the case of producing a synthesis gas having an H2/CO ratio of 1, under the reaction conditions of about 30 atm .

På den andre side, selv i tilfellet ved forsyning av en rågass for å innstille utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet til 1300 °C, så forble en hydro-karbongass så som metan og acetylen i en gass introdusert i katalysatorsjiktet. Som beskrevet ovenfor, det resterende metan senker reaktiviteten i nedstrømsprosessen som anvender syntesegassen, og det resterende acetylen gjør det vanskelig å komprimere syntesegassen, og der er også en risiko for å produsere eksklusiv acetylid i et fabrikksystem. Det vil si, en katalysator uunnværlig i denne prosess, hvorved det er mulig å ha en lav konsentrasjon av CO2med høy varmeeffektivitet. On the other hand, even in the case of supplying a raw gas to set the outlet temperature of the catalyst bed to 1300°C, a hydrocarbon gas such as methane and acetylene remained in a gas introduced into the catalyst bed. As described above, the residual methane lowers the reactivity of the downstream process using the synthesis gas, and the residual acetylene makes it difficult to compress the synthesis gas, and there is also a risk of producing exclusive acetylide in a factory system. That is, a catalyst indispensable in this process, whereby it is possible to have a low concentration of CO2 with high heat efficiency.

Som beskrevet ovenfor, fremstillingen av en syntesegass utføres ved å innstille temperaturen den når til en likevekt, det vil si temperaturen av katalysatorsjiktet (utgang) til 1100 til 1300 °C, hvor det selv i tilfellet ved senking av forholdet av oksygen til brensel, så hindres sotdannelse på grunn av at den ikke er i området for sotproduksjon. I tillegg, skiftreaksjonen kan reguleres med temperaturen, og for å redusere hydrogen (H2), så er det ikke påkrevd å tilsette en konvensjonell mengde av karbondioksid (CO2) til et reaksjonssystem, og mengden av et hjelperåmateriale: karbondioksid kan reduseres for å oppnå en nødvendig mengde av H2/CO (for eksempel forholdet er 1 i syntesegassen med DME). Som et resultat, karbondioksidkonsentrasjonen i den produserte gass i et LNG- brensel kan være 10 vol% eller mindre. I et LPG- brensel, siden forholdene mellom karbon/ hydrogen i et molekyl er høyt, er det enkelt å øke konsentrasjonen av CO, og karbondioksid konsentrasjonen kan være 5 vol%. I tillegg, siden en katalysator opereres effektivt ved høye temperaturer, så er en mindre mengde katalysator nødvendig. As described above, the production of a synthesis gas is carried out by setting the temperature it reaches to an equilibrium, that is, the temperature of the catalyst bed (output) to 1100 to 1300 °C, where even in the case of lowering the ratio of oxygen to fuel, then soot formation is prevented because it is not in the area of soot production. In addition, the shift reaction can be regulated with temperature, and to reduce hydrogen (H2), it is not required to add a conventional amount of carbon dioxide (CO2) to a reaction system, and the amount of an auxiliary raw material: carbon dioxide can be reduced to achieve a required amount of H2/CO (for example the ratio is 1 in the synthesis gas with DME). As a result, the carbon dioxide concentration in the produced gas in an LNG fuel can be 10 vol% or less. In an LPG fuel, since the ratio between carbon/hydrogen in a molecule is high, it is easy to increase the concentration of CO, and the carbon dioxide concentration can be 5 vol%. In addition, since a catalyst operates efficiently at high temperatures, a smaller amount of catalyst is required.

Som beskrevet ovenfor, i en fremgangsmåte for å fremstille en syntesegass som har hydrogen og karbonmonoksid som hovedkomponenter med å omdanne en gass produsert med en partiell forbrenning av et hydrokarbon med en katalysator, så er temperaturen i katalysatorsjiktet 1100 til 1300 °C, og karbondioksidkonsentrasjonen i syntesegassen er 10 % eller mindre. As described above, in a process for producing a synthesis gas having hydrogen and carbon monoxide as main components by converting a gas produced by a partial combustion of a hydrocarbon with a catalyst, the temperature in the catalyst bed is 1100 to 1300 °C, and the carbon dioxide concentration in the synthesis gas is 10% or less.

Videre, tilveiebringes et rom oppstrøms for katalysatorsjiktet. Det vil si, ved å produsere en tilstrekkelig gassretensjonstid, hvor dekomponeringsreaksjonen av metan akselereres, så har vi vist at inngangstemperaturen av et katalysatorsjikt ytterligere reduseres. Oppstrøms for katalysatorsjiktet, er gassretensjonstiden 2 sekunder eller mer, fortrinnsvis 3 sekunder eller mer. Med for sikker måte å utforme et rom hvor gassretensjonstiden oppstrøms for katalysatorsjiktet er 2 sekunder eller mer, i tilfellet forsyning av en rågass, hvor utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet er 1300 °C, så reguleres inngangstemperaturen av katalysatorsjiktet til cirka 1400 °C. Videre, i en høytemperatur Ni-katalysator, forekom litt sintring, hvor den innledende aktivitet derav ble redusert. Imidlertid, siden den anvendes ved en høy reaktiv høy temperatur, har det blitt vist at en nødvendig aktivitet er tilstrekkelig opprettholdt i en lang varighet. Furthermore, a space is provided upstream of the catalyst bed. That is, by producing a sufficient gas retention time, where the decomposition reaction of methane is accelerated, we have shown that the inlet temperature of a catalyst bed is further reduced. Upstream of the catalyst bed, the gas retention time is 2 seconds or more, preferably 3 seconds or more. With the safe way of designing a room where the gas retention time upstream of the catalyst bed is 2 seconds or more, in the case of supplying a raw gas, where the outlet temperature of the catalyst bed is 1300 °C, then the inlet temperature of the catalyst bed is regulated to approximately 1400 °C. Furthermore, in a high temperature Ni catalyst, some sintering occurred, where the initial activity thereof was reduced. However, since it is used at a high reactive high temperature, it has been shown that a necessary activity is sufficiently maintained for a long duration.

Videre, det er foretrukket at en syntesegass oppnådd med reaksjonen angitt ovenfor hurtig avkjøles til 600 °C eller mindre umiddelbart etter terminering av den katalytiske reaksjon, hvorved en gass som har den samme sammenblanding ved utgangen av katalysatorsjiktet passerer inn i en nedstrøms syntesereaksjon. Siden reaksjonsraten reduseres ved 600 °C eller mindre, hvorved forandringen av gassammenblandingen ved den følgende reaksjon er omtrent neglisjerbar, kan forholdet mellom H2/CO opprettholdes ved en forutbestemt verdi, og der er ingen økning i metan eller CO2som inhiberer nedstrøms syntesereaksjon. Furthermore, it is preferred that a synthesis gas obtained by the reaction stated above is rapidly cooled to 600°C or less immediately after termination of the catalytic reaction, whereby a gas having the same mixture at the outlet of the catalyst bed passes into a downstream synthesis reaction. Since the reaction rate is reduced at 600 °C or less, whereby the change of the gas mixture in the following reaction is approximately negligible, the ratio of H2/CO can be maintained at a predetermined value, and there is no increase in methane or CO2 to inhibit the downstream synthesis reaction.

Videre, med at man passerer den oppnådde syntesegass hurtig gjennom en temperaturregion hvor forandring av gassammensetningen ikke er neglisjerbar, så utføres den hurtige avkjøling mer fortrinnsvis innen 0,1 sekunder etter terminering av reaksjonen. Furthermore, by passing the obtained synthesis gas rapidly through a temperature region where changes in the gas composition are not negligible, the rapid cooling is carried out more preferably within 0.1 seconds after termination of the reaction.

En fremgangsmåte for hurtig avkjøling av en syntesegass er ikke spesielt begrenset. For eksempel er der en fremgangsmåte for direkte avkjøling med sprayvann til en gass som kommer ut av et katalysatorsjikt og en fremgangsmåte for indirekte avkjøling ved hjelp av en varmeutbytter. A method for rapidly cooling a synthesis gas is not particularly limited. For example, there is a method for direct cooling with spray water for a gas coming out of a catalyst bed and a method for indirect cooling using a heat exchanger.

Fig. 1 viser en utførelse av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass. Fig. 1 shows an embodiment of a combustion chamber for the production of a synthesis gas.

I denne utførelse er en inngang 2 for en rågass tilveiebrakt i den øvre ende av et brennkammer 1 for å fremstille en syntesegass, og en utgang 3 av syntesegassen er dannet ved den nedre ende derav, og det er også tilveiebrakt et katalysatorsjikt 4 på innsiden av brennkammeret 1 for fremstilling av syntesegassen. In this embodiment, an inlet 2 for a raw gas is provided at the upper end of a combustion chamber 1 to produce a synthesis gas, and an outlet 3 of the synthesis gas is formed at the lower end thereof, and a catalyst layer 4 is also provided inside the the combustion chamber 1 for producing the synthesis gas.

I konstruksjonen ovenfor, i bunnpartiet av katalysatorsjiktet 4, er det tilveiebrakt et adiabatisk sjikt 5 for å holde katalysatorsjiktet 4 og et vann-kjølende metallrør 6 er tilveiebrakt i denne rekkefølge. I tillegg, i dette fremstillingsbrennkammer, er det tilveiebrakt et avkjølingsmiddel 7 for avkjøling av den produserte syntesegass med å utføre slik kjøling som vannspray, etc, direkte under vannkjølingsmetallrøret 6. Med konsentrasjonen ovenfor, så er innsiden av fremstillingsbrennkammeret i en kompakt struktur, og katalysatorsjiktet 4 holdes også enkelt av det adiabatiske sjikt 5 og vannkjølingsmetall-røret 6. In the above construction, in the bottom part of the catalyst bed 4, an adiabatic bed 5 is provided to hold the catalyst bed 4 and a water-cooling metal pipe 6 is provided in this order. In addition, in this manufacturing combustion chamber, a cooling means 7 is provided for cooling the produced synthesis gas by performing such cooling as water spray, etc., directly under the water cooling metal pipe 6. With the above concentration, the inside of the manufacturing combustion chamber is in a compact structure, and the catalyst bed 4 is also easily held by the adiabatic layer 5 and the water cooling metal tube 6.

I samsvar med brennkammeret for å fremstille syntesegassen, introduseres rågassen på innsiden av brennkammeret 1 for fremstilling av syntesegassen gjennom inngangen 2 for rågass, som tilveiebringer kontakt med katalysatorsjiktet 4 i prosessen for flyt av den lavere del av brennkammeret 1, og den ønskede syntesegass oppnås. Deretter, syntesegassen blir i kontakt med det adiabatiske sjikt 5, som deretter blir i kontakt med vannavkjølingsmetallrør 6 og kjølemidler 7, og syntesegassen avkjøles hurtig til 600 °C eller mindre. Videre, syntesegassen som har C02-konsentrasjon på 10 % eller mindre utslippes fra brennkammeret fra utgang 3 av syntesegassen. In accordance with the combustion chamber for producing the synthesis gas, the raw gas is introduced to the inside of the combustion chamber 1 for producing the synthesis gas through the raw gas inlet 2, which provides contact with the catalyst bed 4 in the process of flowing the lower part of the combustion chamber 1, and the desired synthesis gas is obtained. Then, the synthesis gas contacts the adiabatic bed 5, which then contacts the water cooling metal tubes 6 and refrigerants 7, and the synthesis gas is rapidly cooled to 600°C or less. Further, the synthesis gas having C02 concentration of 10% or less is discharged from the combustion chamber from outlet 3 of the synthesis gas.

Den type katalysator som anvendes er ikke spesielt begrenset dersom en varmeresistens er tilfredsstilt ved reaksjonstemperatur på 1100 til 1300 °C. Eksempler på katalysatorer inkluderer et metall så som titan, vanadium, krom, mangan, jern, kobolt, nikkel, kopper, sink, kalium, yttrium, zirkonium, niobium, molybden, ruthenium, rhodium, palladium, gull, kadmium, indium, tinn, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platina, sølv, kvikksølv, tellurium, bly, bismut, thallium, uran, litium, natrium, kalium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, kalsium, strontium, barium, bor, aluminium, scandium, thorium, bly og lantanoid, og oksid derav, og lignende. The type of catalyst used is not particularly limited if a heat resistance is satisfied at a reaction temperature of 1100 to 1300 °C. Examples of catalysts include a metal such as titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, potassium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, gold, cadmium, indium, tin, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, silver, mercury, tellurium, lead, bismuth, thallium, uranium, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, boron, aluminium, scandium, thorium, lead and lanthanoid, and oxides thereof, and the like.

Katalysatoren kan være avstøttet på en bærer. Bæreren kan anvendes enkelt eller i kombinasjon med to eller flere utvalgt fra gruppen bestående av silica, aluminium, titanium, zirkonium, magnesium, zeolitt, etc. The catalyst may be supported on a support. The carrier can be used alone or in combination with two or more selected from the group consisting of silica, aluminium, titanium, zirconium, magnesium, zeolite, etc.

Partikkelstørrelsen for katalysatoren er ikke spesielt begrenset. The particle size of the catalyst is not particularly limited.

Hydrokarbonet i en rågass kan være metan, et hydrokarbon som har cirka 2 til 5 karbonatomer og en blanding derav, en naturgass, metan fremstilt fra kull eller andre materialer, LPG, etc, og en egnet blanding derav kan anvendes. The hydrocarbon in a raw gas can be methane, a hydrocarbon having approximately 2 to 5 carbon atoms and a mixture thereof, a natural gas, methane produced from coal or other materials, LPG, etc., and a suitable mixture thereof can be used.

Oksygen kan være ren oksygen, luft, etc.Oxygen can be pure oxygen, air, etc.

Reaktoren er ikke spesielt begrenset. Gassen som anvendes i reaksjonen kan være et hydrokarbon, oksygen, karbondioksid gass og damp, hvor nitrogen kan være inkludert. The reactor is not particularly limited. The gas used in the reaction can be a hydrocarbon, oxygen, carbon dioxide gas and steam, where nitrogen can be included.

Som en reaksjonsbetingelse med unntak av temperaturen av katalysatorsjiktet, kan trykket være i området atmosfærisk trykk til 50 atm, men dette er ikke spesielt begrenset. As a reaction condition except for the temperature of the catalyst bed, the pressure may be in the range of atmospheric pressure to 50 atm, but this is not particularly limited.

Som beskrevet ovenfor, aspektet kan fremstille en syntesegass som ikke inneholder hydrokarbon i den produserte syntesegass og som har en lav karbondioksidkonsentrasjon. Videre, på grunn av en lav karbondioksid i syntesegassen i tilfelle bruk av syntesegass som et råmateriale i andre prosesser (for eksempel en prosess syntese av dimetyleter), så er prosessen for å fjerne karbondioksid ikke nødvendig, og råmaterialet kan direkte forsynes til prosessen som det er. Som et resultat, for eksempel, kan dimetyleter fremstilles fra syntesegassen med høyere effektivitet. As described above, the aspect can produce a synthesis gas which does not contain hydrocarbon in the produced synthesis gas and which has a low carbon dioxide concentration. Furthermore, due to a low carbon dioxide in the synthesis gas in the case of using synthesis gas as a raw material in other processes (for example, a process synthesis of dimethyl ether), the process to remove carbon dioxide is not necessary, and the raw material can be directly supplied to the process as it is. As a result, for example, dimethyl ether can be produced from the synthesis gas with higher efficiency.

Som for et andre aspektAs for another aspect

Teknisk områdeTechnical area

Dette aspekt vedrører et brennkammer for fremstilling av en syntesegass hvor et hydrokarbon omdannes til en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen. This aspect relates to a combustion chamber for the production of a synthesis gas where a hydrocarbon is converted into a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen.

BakgrunnsteknikkBackground technology

Generelt, et brennkammer for fremstilling av en syntesegass, som refereres til som en autotermisk omdanner (heretter benevnt som ATR) er kjent. I ATRen så økes temperaturen med en partiell forbrenning av et hydrokarbon på innsiden av brennkammeret, hvormed omdanningen utføres med varme. In general, a combustion chamber for producing a synthesis gas, which is referred to as an autothermal converter (hereinafter referred to as ATR) is known. In the ATR, the temperature is increased by a partial combustion of a hydrocarbon on the inside of the combustion chamber, whereby the conversion is carried out with heat.

Fig. 7 viser et tverrsnittriss av en konvensjonell ATR. Det vurderes at i den konvensjonelle ATR, dannes en flamme for partiell oksidering av hydrokarbonet over et katalysatorsjikt, og en produsert gass med partiell oksidering introduseres til katalysatorsjiktet, og deretter utføres reaksjonen av den produserte gass inntil den når en likevekt i katalysatorsjiktet. Det vurderes at et rom over katalysatorsjiktet er tilstrekkelig dersom der er en høyde som flammen ikke kommer i kontakt med katalysatorsjiktet. Fig. 7 shows a cross-sectional view of a conventional ATR. It is considered that in the conventional ATR, a flame is formed for partial oxidation of the hydrocarbon over a catalyst bed, and a produced gas with partial oxidation is introduced to the catalyst bed, and then the reaction of the produced gas is carried out until it reaches an equilibrium in the catalyst bed. It is considered that a space above the catalyst layer is sufficient if there is a height at which the flame does not come into contact with the catalyst layer.

Beskrivelse av oppfinnelsenDescription of the invention

Problemer som løses med oppfinnelsenProblems solved by the invention

Et råmateriale som utstråler fra en brenner til et brennkammer danner en flamme i brenneren, som deretter diffuserer med en konisk form. En vinkel-bredde (spredningsvinkel) forandres avhengig av formen på brenneren, men er cirka 13 til 18 °. En gass som utstråler fra en brenner eksisterer ordinært i en turbulensregion, men spredningsvinkelen for denne turbulente effusjons-strøm forandres omtrent ikke selv i det trykket av gasstrømmen forandres. A raw material radiating from a burner to a combustion chamber forms a flame in the burner, which then diffuses with a conical shape. An angular width (spreading angle) changes depending on the shape of the burner, but is approximately 13 to 18 °. A gas radiating from a burner ordinarily exists in a region of turbulence, but the spreading angle of this turbulent effusion flow does not change approximately even as the pressure of the gas flow changes.

I en konvensjonell ATR, siden effusjonsstrømmen kolliderer med katalysatorsjiktet før det diffunderer til innsideveggen i brennkammeret, så genereres en stor sirkulasjonsstrøm, hvor en gass som flyter i den laterale retning stiger oppover på innsideveggen i brennkammeret, og kommer dermed sammen med effusjonsstrømmen fra brenneren, og deretter synker nedover igjen. Det vil si, i et rom over katalysatorsjiktet i en konvensjonell ATR, så strømmer en gass som sprayes til katalysatorsjiktet utover for katalysatorsjiktet, og en sirkulerende strøm, som returneres til den øvre del ved å kollidere med brennkammerveggen dannes. In a conventional ATR, since the effusion flow collides with the catalyst bed before diffusing to the inner wall of the combustion chamber, a large circulation flow is generated, where a gas flowing in the lateral direction rises up the inner wall of the combustion chamber, and thus joins the effusion flow from the burner, and then descends downwards again. That is, in a space above the catalyst layer in a conventional ATR, a gas that is sprayed to the catalyst layer flows beyond the catalyst layer, and a circulating flow, which is returned to the upper part by colliding with the combustion chamber wall is formed.

Dersom sirkuleringsstrømmen genereres, siden gassen som diffunderte fra brenneren synker nedover med den store sirkulasjonsstrøm, så vil gassen som sprayes fra brenneren ha en svært kort tid til å være i kontakt med katalysatorsjiktet ved å passere kun en del av rommet over katalysatorsjiktet, idet den ikke sikres at tilstrekkelig volum opprinnelig. Siden den produserte gass, som ikke er i en fremtredende form i reaksjonen flyter inn i katalysatorsjiktet, så vil temperaturen av den øvre del av katalysatorsjiktet være høy. If the circulation flow is generated, since the gas that diffused from the burner sinks downwards with the large circulation flow, then the gas sprayed from the burner will have a very short time to be in contact with the catalyst bed by passing only part of the space above the catalyst bed, as it does not ensure that sufficient volume initially. Since the produced gas, which is not in a prominent form in the reaction, flows into the catalyst layer, the temperature of the upper part of the catalyst layer will be high.

Videre, siden gasshastigheten som passerer gjennom senteret av katalysatorsjiktet blir høy i katalysatorsjiktet, så er det også mulig å utføre en effektiv reaksjon ved anvendelse av uniformt hele området i katalysatorsjiktet. Furthermore, since the gas velocity passing through the center of the catalyst bed becomes high in the catalyst bed, it is also possible to carry out an efficient reaction using uniformly the entire area of the catalyst bed.

Oppfinnerne har funnet at et rom over katalysatorsjiktet bidrar i stor grad til reaksjonen, og optimalisering av rommet har blitt vurdert som et viktig middel for å løse de ovenfor angitte problemer. The inventors have found that a space above the catalyst bed greatly contributes to the reaction, and optimization of the space has been considered as an important means of solving the above-mentioned problems.

Midler for å løse problemeneMeans to solve the problems

For å løse de ovenfor angitte problemer, har oppfinnerne tilveiebrakt katalysatorsjiktet ved nedstrøms lokalisering av punktet hvorved den effuserte strøm fra brenneren når innsideveggen av brennkammeret, og strømmen med brennkammertverrsnittet blir fullstendig nedoverrettet. In order to solve the above problems, the inventors have provided the catalyst bed by downstream location of the point at which the effused flow from the burner reaches the inner wall of the combustion chamber, and the flow with the combustion chamber cross-section is completely directed downwards.

Det vil si, oppfinnelsen beskrevet i aspekt 6 er for fremstilling av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass som omfatter effusjon av et råmateriale, som inneholder minst et hydrokarbon og et oksiderende middel, fra en brenner montert ved toppdelen av brennkammeret; partiell forbrenning av hydrokarbonet i et rom over et katalysatorsjikt dannet på innsiden av brennkammeret; og fremstilling av syntesegassen inneholdende hydrogen og karbonmonoksid i det katalytiske sjikt, og brennkammeret er kjennetegnet ved at den har et rom som møter betingelsene i ligning (1) og (2), over katalysatorsjiktet: That is, the invention described in aspect 6 is for the production of a combustion chamber for the production of a synthesis gas comprising the effusion of a raw material, containing at least one hydrocarbon and an oxidizing agent, from a burner mounted at the top of the combustion chamber; partial combustion of the hydrocarbon in a space above a catalyst bed formed inside the combustion chamber; and production of the synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide in the catalytic layer, and the combustion chamber is characterized by having a space that meets the conditions in equations (1) and (2), above the catalyst layer:

(1) L> D/2xcotan 01( og(1) L> D/2xcotan 01( and

(2) En gassretensjon i rommet er 2 sekunder eller mer,(2) A gas retention in the room is 2 seconds or more,

hvor L er en høyde av et rom over katalysatorsjiktet, D er en innsidediameter av brennkammeret, 9i er 1/2 vinkel av en apeksvinkel i det vertikale tverrsnitt av en konisk bredde av en effusjonsstrøm effusert på innsiden av brennkammeret fra brenneren, som er i området av 6,5 ° < 0! < 9°. where L is a height of a space above the catalyst bed, D is an inside diameter of the combustion chamber, 9i is 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of a conical width of an effusion stream effused on the inside of the combustion chamber from the burner, which is in the area of 6.5 ° < 0! < 9°.

Aspektet beskrevet i aspekt 7 er brennkammeret for fremstilling av syntesegass som beskrevet i aspekt 6, hvor brennkammeret er kjennetegnet ved at den ytterligere oppfyller tilstand i (3): (3) 02* 25°, The aspect described in aspect 7 is the combustion chamber for the production of synthesis gas as described in aspect 6, where the combustion chamber is characterized by the fact that it further fulfills condition in (3): (3) 02* 25°,

hvor 02er en 1/2 vinkel av apeksvinkelen i de vertikale tverrsnitt av den konisk formede toppdel av brennkammeret. where 02 is a 1/2 angle of the apex angle in the vertical cross sections of the conically shaped top part of the combustion chamber.

Aspektet i aspekt 8, er i et brennkammer for fremstilling av en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid i et katalysatorsjikt ved å effusere et råmateriale inneholdende minst ett hydrokarbon og et oksiderende middel fra en brenner montert på toppdelen av brennkammeret, og partielt forbrenne hydrokarbonet i et rom over katalysatorsjiktet dannet på innsiden av brennkammeret, hvor brennkammeret er kjennetegnet ved at den har et rom som møter betingelsene i ligning (1), (2) og (4), over katalysatorsjiktet. The aspect in aspect 8, is in a combustor for producing a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide in a catalyst bed by effusion of a raw material containing at least one hydrocarbon and an oxidizing agent from a burner mounted on the top part of the combustor, and partially combusting the hydrocarbon in a space above the catalyst layer formed on the inside of the combustion chamber, where the combustion chamber is characterized by having a space that meets the conditions in equations (1), (2) and (4), above the catalyst layer.

(1) L> D/2xcotan 01((1) L> D/2xcotan 01(

(2) Gassretensjonstiden i rommet er 2 sekunder eller mer, og (4) L< 10d, (2) The gas retention time in the space is 2 seconds or more, and (4) L< 10d,

hvor L er en høyde i rommet over katalysatorsjiktet, D er en innsidediameter av brennkammeret, 01er 1/2 vinkel av en apeksvinkel i det vertikale tverrsnitt av en konisk bredde av en effusjonsstrøm effusert på innsiden av brennkammeret fra en brenner, som er i området av 6,5 ° £ 01£ 9°, og d er en minimumsdiameter av en sirkel som er i stand til å dekke alle gasseffusjonsåpningene i brenneren. where L is a height in the space above the catalyst bed, D is an inside diameter of the combustion chamber, 01 is 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of a conical width of an effusion stream effused on the inside of the combustion chamber from a burner, which is in the region of 6.5° £ 01£ 9°, and d is a minimum diameter of a circle capable of covering all the gas effusion openings in the burner.

Aspektet beskrevet i aspekt 9 er et brennkammer for fremstilling av en syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid i et katalysatorsjikt ved å utstrømme et råmateriale inneholdende minst ett hydrokarbon og et oksiderende middel fra en brenner montert på toppdelen av brennkammeret, og partielt forbrenne hydrokarbonene i et rom over et katalysatorsjikt dannet på innsiden av brennkammeret, hvor brennkammeret er kjennetegnet med at den har et rom som møter betingelsene i påfølgende (1), (2), (3) og (5), over katalysatorsjiktet. The aspect described in aspect 9 is a combustor for producing a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide in a catalyst bed by discharging a raw material containing at least one hydrocarbon and an oxidizing agent from a burner mounted on the top of the combustor, and partially combusting the hydrocarbons in a space above a catalyst layer formed on the inside of the combustion chamber, the combustion chamber being characterized in that it has a space that meets the conditions in subsequent (1), (2), (3) and (5), above the catalyst layer.

(1) L> D/2xcotan 01((1) L> D/2xcotan 01(

(2) En gassretensjonstid i området er 2 sekunder eller mer, (3) 02^25°, og (2) A gas retention time in the range is 2 seconds or more, (3) 02^25°, and

(5) D > 3d,(5) D > 3d,

hvor L er en høyde av et rom over katalysatorsjiktet, D er en innsidediameter av brennkammeret, 01er 1/2 vinkel av en apeksvinkel i den vertikale tverrseksjon av en konisk bredde av en effusjonsstrøm utstrålt på innsiden av brennkammeret fra brenneren, som er i området av 6,5 ° < 0!<<>9°, 02 er en 14 vinkel av en apeksvinkel i den vertikale tverrseksjon av den konisk formede toppdel av brennkammeret, og d er en minimumsdiameter av en sirkel i stand til å dekke alle gasseffusjonsåpningene i brenneren. where L is a height of a space above the catalyst bed, D is an inside diameter of the combustion chamber, 01 is 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of a conical width of an effusion flow radiated on the inside of the combustion chamber from the burner, which is in the region of 6.5 ° < 0!<<>9°, 02 is a 14 angle of an apex angle in the vertical cross-section of the conically shaped top part of the combustion chamber, and d is a minimum diameter of a circle capable of covering all the gas diffusion openings in the burner .

Aspektet beskrevet i aspekt 10 vedrører et brennkammer for fremstilling av en syntesegass beskrevet i aspekt 9, hvor brennkammeret er kjennetegnet ved at den ytterligere oppfyller betingelsen i (4). (4) L< 10d. The aspect described in aspect 10 relates to a combustion chamber for the production of a synthesis gas described in aspect 9, where the combustion chamber is characterized by the fact that it further fulfills the condition in (4). (4) L< 10d.

Aspektet beskrevet i aspekt 11 vedrører brennkammeret for fremstilling av en syntesegass i samsvar med ethvert av aspektene 6-10, kjennetegnet ved at karbondioksidkonsentrasjonen i syntesegassen fremstilt ved å innstilling av utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet 1100 til 1300 °C er 10 vol% eller mindre. The aspect described in aspect 11 relates to the combustion chamber for producing a synthesis gas in accordance with any of aspects 6-10, characterized in that the carbon dioxide concentration in the synthesis gas produced by setting the outlet temperature of the catalyst bed 1100 to 1300 °C is 10 vol% or less.

Aspektet beskrevet i aspekt 12 vedrører brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i aspekt 6, kjennetegnet ved at den etter terminering av den katalytiske reaksjon, så avkjøles syntesegassen hurtig til 600 °C eller mindre. The aspect described in aspect 12 relates to the combustion chamber for the production of a synthesis gas described in aspect 6, characterized in that, after termination of the catalytic reaction, the synthesis gas is rapidly cooled to 600 °C or less.

Aspektet beskrevet i aspekt 13 vedrører brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i ethvert av aspektene 6-12, kjennetegnet ved at dimetyleter fremstilles fra syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som er fremstilt med brennkammeret for fremstilling av syntesegassen. The aspect described in aspect 13 relates to the combustion chamber for producing a synthesis gas described in any of aspects 6-12, characterized in that dimethyl ether is produced from the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, which is produced with the combustion chamber for producing the synthesis gas.

Aspektet beskrevet i aspekt 14 vedrører brennkammeret for fremstilling av en syntesegass beskrevet i ethvert av spektene 6-12, kjennetegnet ved at dimetyleter fremstilles fra syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen som har et forhold på 1:0,8 til 1,2, som er fremstilt med brennkammeret for fremstilling av syntesegassen. The aspect described in aspect 14 relates to the combustion chamber for producing a synthesis gas described in any of aspects 6-12, characterized in that dimethyl ether is produced from the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen having a ratio of 1:0.8 to 1.2, which is produced with the combustion chamber for the production of the synthesis gas.

Effekter av aspektetEffects of the aspect

I samsvar med dette aspekt er det mulig å utføre en reaksjon i fravær av en katalysator effektivt i et rom over et katalysatorsjikt, som er tilveiebrakt nedstrøms for lokaliseringen hvor en utstrålt strøm fra en brenner når innsideveggen av et brennkammer, og hvor strømmen ved brennkammerets tverrseksjon blir fullstendig nedoverrettet. Av denne grunn, etter tilstrekkelig å ha utført en reaksjon i fravær av katalysatoren i rommet over katalysatorsjiktet, er det mulig å ytterligere fortsette reaksjonen i katalysatorsjiktet. Videre, en uniform nedoverstrøm kan introduseres i katalysatorsjiktet, og således er det mulig å utføre en effektiv reaksjon ved anvendelse av uniformt hele området i katalysatorsjiktet. In accordance with this aspect, it is possible to carry out a reaction in the absence of a catalyst efficiently in a space above a catalyst bed, which is provided downstream of the location where a radiated flow from a burner reaches the inner wall of a combustion chamber, and where the flow at the cross section of the combustion chamber is completely directed downwards. For this reason, after sufficiently carrying out a reaction in the absence of the catalyst in the space above the catalyst bed, it is possible to further continue the reaction in the catalyst bed. Furthermore, a uniform downward flow can be introduced into the catalyst bed, and thus it is possible to carry out an efficient reaction using uniformly the entire area of the catalyst bed.

Beste modus for utførelse av oppfinnelsenBest Mode for Carrying Out the Invention

Heretter vil en utførelse av aspektet bli beskrevet i detalj.Hereafter, an implementation of the aspect will be described in detail.

Fig. 2 viser en ATR som brennkammer for fremstilling av en syntesegass. I ATRen, tilveiebringes en naturgass eller en propangass som et brensel; oksygen eller luft som et oksiderende middel; en damp som et hjelperåmateriale; og karbondioksid dersom nødvendig utstråles fra brenneren 1 tilveiebrakt ved toppdelen av brennkammeret, til innsiden av brennkammeret. Naturgassen partielt forbrennes i et rom over katalysatorsjiktet 2, og en gass produsert av den partielle forbrenning reageres i katalysatorsjiktet tilveiebrakt på innsiden av brennkammeret opptil likevekt, hvorved naturgassen omdannes til en syntesegass som har hydrogen og karbonmonoksid som hovedkomponenter. Fig. 2 shows an ATR as a combustion chamber for the production of a synthesis gas. In the ATR, a natural gas or a propane gas is provided as a fuel; oxygen or air as an oxidizing agent; a vapor as an auxiliary raw material; and carbon dioxide, if necessary, is emitted from the burner 1 provided at the top of the combustion chamber, to the inside of the combustion chamber. The natural gas is partially combusted in a space above the catalyst layer 2, and a gas produced by the partial combustion is reacted in the catalyst layer provided on the inside of the combustion chamber up to equilibrium, whereby the natural gas is converted into a synthesis gas which has hydrogen and carbon monoxide as main components.

Brennkammeret for fremstilling av syntesegassen vist i fig. 2 er kjennetegnet med at hele dens form er tynn og lang, sammenlignet med en konvensjonell flat brennkammer for fremstilling av syntesegass vist i fig. 7. Dette er for å utføre effektivt reaksjon i fravær av katalysator i rommet over katalysatorsjiktet 2. The combustion chamber for producing the synthesis gas shown in fig. 2 is characterized in that its entire shape is thin and long, compared to a conventional flat combustion chamber for the production of synthesis gas shown in fig. 7. This is to carry out efficient reaction in the absence of catalyst in the space above the catalyst bed 2.

En utstrålt strøm fra brenneren 1 når innsideveggen av brennkammeret og katalysatorsjiktet er tilveiebrakt nedstrøms for lokalisasjonen hvor strømmen ved brennkammerets tverrseksjon blir fullstendig nedoverrettet, hvorved det er mulig for effusjonsstrømmen å utføre reaksjonen ved effektivt å anvende volumet på innsiden av brennkammeret. Det vil si, som vist i fig. 3, dersom en høyde L av rommet over katalysatorsjiktet, som er gitt i den følgende formel, sikres med hensyn til en innsidediameter D av brennkammeret, kan en god strøm i brennkammeret dannes selv hvor trykket eller gasstrømningsraten forandres. A radiated flow from the burner 1 when the inner wall of the combustion chamber and the catalyst bed is provided downstream of the location where the flow at the cross section of the combustion chamber is completely directed downwards, whereby it is possible for the effusion flow to carry out the reaction by effectively using the volume on the inside of the combustion chamber. That is, as shown in fig. 3, if a height L of the space above the catalyst bed, which is given in the following formula, is ensured with respect to an inside diameter D of the combustion chamber, a good flow in the combustion chamber can be formed even where the pressure or the gas flow rate is changed.

(1)L>D/2xcotan„i(1)L>D/2xcotan„i

hvor L er en høyde i rommet over katalysatorsjiktet, D er en innsidediameter av brennkammeret, „i er 1/2 vinkel av en apeksvinkel i den vertikale tverrseksjon av en konisk bredde av effusjonsstrømmen utstrålt inn på innsiden av brennkammeret fra brenneren, som er i området 6,5 ° £ 9i £ 9°. where L is a height in the space above the catalyst bed, D is an inside diameter of the combustion chamber, „i is 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of a conical width of the effusion flow radiated into the inside of the combustion chamber from the burner, which is in the area 6.5 ° £ 9i £ 9°.

Idet 0!er videre presist beskrevet, som vist i fig. 3, siden en strømlinje er kurvet utover nær innsideveggen av brennkammeret, „i er en 1/2 vinkel av en apeksvinkel av en konisk form formet med apeksdelen av effusjonsstrømmen som utstrømmer inn på innsiden av brennkammeret og posisjonen av innsideveggen av brennkammeret hvorved den effuserte strøm når, med å ta den vertikale tverrseksjon av brennkammeret i definering av konisk bredde, som er i området 6,5 °<<>01 < 9°. Since 0! is further precisely described, as shown in fig. 3, since a streamline is curved outward near the inner wall of the combustion chamber, „i is a 1/2 angle of an apex angle of a conical shape formed with the apex part of the effusion flow flowing into the inside of the combustion chamber and the position of the inner wall of the combustion chamber at which the effused flow when, taking the vertical cross-section of the combustion chamber in defining the conical width, which is in the range 6.5 °<<>01 < 9°.

I tilfellet hvor diameteren av brenneren relativ til innsidediameteren D av brennkammeret er tilstrekkelig liten, som vist i fig. 4 vurderes brenneren som et punkt, og råmaterialet diffundert inn i en konisk form som har en „i vinkel fra et introduseringspunkt av toppdelen av brennkammeret. I dette tilfellet, er høyden L av rommet over katalysatorsjiktet avstanden fra apeks 3 av toppdelen av brennkammeret til den øvre enden av katalysatorsjiktet 2. In the case where the diameter of the burner relative to the inside diameter D of the combustion chamber is sufficiently small, as shown in fig. 4, the burner is considered as a point, and the raw material is diffused into a conical shape having a "i angle from an introduction point of the top part of the combustion chamber. In this case, the height L of the space above the catalyst bed is the distance from the apex 3 of the top part of the combustion chamber to the upper end of the catalyst bed 2.

På den andre side, i tilfellet hvor brennerdiameteren er så stor at den sammenlignes med innsidediameteren av brennkammeret D, så er minimums- diameteren av sirkelen som kan dekke alle gasseffusjonsåpningene i brenneren d som vist i fig. 5, det vurderes at råmaterialet er diffundert med en konisk form som har ,,1 vinkel fra utsiden av sirkelen som har diameter d. On the other hand, in the case where the burner diameter is so large that it is compared to the inside diameter of the combustion chamber D, then the minimum diameter of the circle that can cover all the gas effusion openings in the burner is d as shown in fig. 5, it is considered that the raw material is diffused with a conical shape that has ,,1 angle from the outside of the circle that has diameter d.

I dette tilfellet, høyden L av rommet over katalysatorsjiktet er avstanden fra apeks 5 i et triangel av en apeksvinkel (200, som passerer gjennom utsiden av en sirkel som har diameteren d, til en øvre ende av katalysatorsjiktet 2 i den vertikale tverrseksjon av toppdelen av brennkammeret. In this case, the height L of the space above the catalyst bed is the distance from the apex 5 of a triangle of an apex angle (200, which passes through the outside of a circle having the diameter d, to an upper end of the catalyst bed 2 in the vertical cross-section of the top part of the combustion chamber.

En sirkulerende strøm 6 i utsiden av effusjonsstrømmen vist i fig. 2 er nød-vendig for beskyttelse av brennkammersveggen. Siden temperaturen på en flamme formet i brenneren er ekstremt høy, i tilfelle direkte spraying av flammen til brennkammersveggen, kan brennkammeret smelte. For å separere flammen fra det ildfaste materialet av toppdelen av brennkammeret, er det nødvendig å sirkulere en gass, som har temperaturen senket etter terminering av reaksjonen, til utsiden av effusjonsstrømmen. For sirkulasjonsstrømmen dannet rundt toppdelen av brennkammeret, dersom apeksvinkelen ved toppdelen av brennkammeret som har en konisk form er 50 ° eller mer, fortrinnsvis 60 ° eller mer, så har sirkulasjonsstrømmen en tilstrekkelig styrke, og det er mulig at temperaturen på innsideveggen av brennkammeret ved toppdelen derav kan innstilles med temperaturen under en ordinær varmeresistent temperatur. I dette tilfellet, som når sirkulasjonsstrømmen ikke det katalytiske sjikt. Av denne grunn, som vist i fig. 4 og fig. 5, ,,2, som er en 1/2 vinkel av en apeksvinkel i den vertikale tverrseksjon av toppdelen av brennkammeret, som har en konisk form, innstilles til ,,2^ 25 °. A circulating stream 6 in the outside of the effusion stream shown in fig. 2 is necessary for protection of the combustion chamber wall. Since the temperature of a flame formed in the burner is extremely high, in case of direct spraying of the flame to the combustion chamber wall, the combustion chamber may melt. In order to separate the flame from the refractory material of the top part of the combustion chamber, it is necessary to circulate a gas, whose temperature has been lowered after termination of the reaction, to the outside of the effusion stream. For the circulation flow formed around the top part of the combustion chamber, if the apex angle at the top part of the combustion chamber having a conical shape is 50° or more, preferably 60° or more, then the circulation flow has a sufficient strength, and it is possible that the temperature of the inner wall of the combustion chamber at the top part of which can be set with the temperature below an ordinary heat-resistant temperature. In this case, as the circulation flow does not reach the catalytic layer. For this reason, as shown in fig. 4 and fig. 5, ,,2, which is a 1/2 angle of an apex angle in the vertical cross-section of the top part of the combustion chamber, which has a conical shape, is set to ,,2^ 25 °.

I tilfellet hvor strømmen fra brenneren antas å være effusert fra et stort, enkelt hull, så eksisterer en potensiell kjerne i senter av effusjonsstrømmen. Den potensielle kjerne er en region som opprettholder en uniform gasseffusjons-hastighet, og som ikke blandes med den omgivende strøm. For at den potensielle kjerne skal forsvinne og for at effusjonsstrømmen skal blandes uniformt, er det nødvendig å sikre en effusjonsavstand på 10 ganger eller mer med hensyn til diameteren av det enkelte hull. I praksis, der er mange tilfeller for effusjon ut av et flertall åpninger fra brenneren, men dersom høyden av et rom over katalysatorsjiktet har den følgende høyde ved anvendelse av d er sikret, så vil den potensielle kjerne forsvinne i enhver brenner, og det er mulig å introdusere en uniformt blandet gass til katalysatorsjiktet. In the case where the flow from the burner is assumed to be effused from a large, single hole, then a potential core exists in the center of the effusion flow. The potential core is a region that maintains a uniform gas effusion rate and does not mix with the surrounding flow. In order for the potential core to disappear and for the effusion flow to mix uniformly, it is necessary to ensure an effusion distance of 10 times or more with respect to the diameter of the individual hole. In practice, there are many cases of effusion out of a plurality of openings from the burner, but if the height of a space above the catalyst layer has the following height when using d is ensured, then the potential core will disappear in any burner, and it is possible to introduce a uniformly mixed gas to the catalyst bed.

(4) L<>>10d (4) L<>>10d

Også, dersom en minimumsdiameter av en sirkel er d, som kan dekke alle gasseffusjonsåpningene i brenneren, i tilfellet hvor d er stor sammenlignet med innsidediameteren D av brennkammeret, så kan man ikke sikre et rom d i stand til å danne en tilstrekkelig sirkulasjonsstrøm. Betingelsen for å danne tilstrekkelig sirkulasjonsstrøm er som følger: Also, if a minimum diameter of a circle is d, which can cover all the gas effusion openings in the burner, in the case where d is large compared to the inside diameter D of the combustion chamber, then one cannot ensure a space d capable of forming a sufficient circulation flow. The condition to form sufficient circulation current is as follows:

(5) D<>>3d(5) D<>>3d

Fra beskrivelsen ovenfor kan en form på brennkammeret oppnås, men en fremgangsmåte for å definere størrelsen derav er beskrevet som følger. From the above description, a shape of the combustion chamber can be obtained, but a method for defining the size thereof is described as follows.

Som for en ATR som kjører under forskjellige betingelser, så analyseres en gass ved forskjellige høyder i rommet over katalysatorsjiktet avkjøles hurtig og samles, og analyseres. Oppfinnerne har funnet at en nødvendig retensjonstid for nær fullstendiggjøring av reaksjonen i fravær av en katalysator er 2 sekunder eller mer, fortrinnsvis 3 sekunder eller mer. Basert på dette, innstilles (2) retensjonstiden av en gass i rommet til 2 sekunder eller mer. Termen "retensjonstid" angir en passeringstid for en produsert gass gjennom volumet av rommet av katalysatorsjiktet, beregnet ved å omdanne temperaturen og trykket for gassen til de som er i rommet. As for an ATR operating under different conditions, a gas is analyzed at different heights in the space above the catalyst bed, cooled rapidly and collected, and analyzed. The inventors have found that a necessary retention time for near completion of the reaction in the absence of a catalyst is 2 seconds or more, preferably 3 seconds or more. Based on this, (2) the retention time of a gas in the room is set to 2 seconds or more. The term "retention time" indicates a passage time for a produced gas through the volume of the space of the catalyst bed, calculated by converting the temperature and pressure of the gas to those of the space.

Ved å sikre retensjonstiden kan konsentrasjonen av et hydrokarbon oppnådd i gassen, som når katalysatorsjiktet, senkes. Siden dekomponering av et hydrokarbon er en sterk endotermisk reaksjon, så vil redusering av konsentrasjonen av hydrokarbonet senke effektivt temperaturen av gassen som strømmer inn i katalysatorsjiktet, og dermed forlenge levetiden av katalysatoren. I en konvensjonell ATR, siden konsentrasjonen av hydrokarbonet ikke senkes tilstrekkelig, som til 900 til 1050 °C av utgangstemperaturen av katalysatoren, så økes inngangstemperaturen av katalysatoren opptil cirka 1400 °C, som er en begrensende varmeresistent temperatur for en ordinær Ni- basert katalysator. Av denne grunn, som et varmeskjold, tilveiebringes en katalysator som har en høy varmeresistens ved toppdelen av det katalytiske sjikt. Det vil si, en stor reduksjon av temperaturen foregår på innsiden av katalysatorsjiktet. I motsetning til dette, ved å redusere konsentrasjonen av hydrokarbonet i inngangen av katalysatorsjiktet til halvparten eller mindre er det mulig å redusere økningen i temperaturen på innsiden av katalysatorsjiktet til en halvdel eller mindre av det som er aktuelt for tilfellet over. Videre, i tilfellet hvor tempera turen av inngangen av katalysatorsjiktet innstilles ved 1350 °C, er det mulig at utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet er 1100 til 1300 °C, som beskrevet nedenfor. By ensuring the retention time, the concentration of a hydrocarbon obtained in the gas, which reaches the catalyst bed, can be lowered. Since the decomposition of a hydrocarbon is a strongly endothermic reaction, reducing the concentration of the hydrocarbon will effectively lower the temperature of the gas flowing into the catalyst bed, thereby extending the lifetime of the catalyst. In a conventional ATR, since the concentration of the hydrocarbon is not lowered sufficiently, as to 900 to 1050 °C of the outlet temperature of the catalyst, the inlet temperature of the catalyst is increased up to about 1400 °C, which is a limiting heat-resistant temperature for an ordinary Ni-based catalyst. For this reason, as a heat shield, a catalyst having a high heat resistance is provided at the top of the catalytic layer. That is, a large reduction of the temperature takes place on the inside of the catalyst layer. In contrast, by reducing the concentration of the hydrocarbon in the inlet of the catalyst bed to half or less, it is possible to reduce the increase in temperature inside the catalyst bed to one half or less of that applicable to the case above. Furthermore, in the case where the temperature of the inlet of the catalyst bed is set at 1350 °C, it is possible that the outlet temperature of the catalyst bed is 1100 to 1300 °C, as described below.

Videre, ved å senke konsentrasjonen av hydrokarbon inneholdt i gassen som når katalysatoren kan den nødvendige mengde av katalysator reduseres. Furthermore, by lowering the concentration of hydrocarbon contained in the gas reaching the catalyst, the required amount of catalyst can be reduced.

Beskrivelsen ovenfor vedrører en fremgangsmåte for å optimalisere rommet over katalysatorsjiktet, Videre, for å løse de ovenfor angitt problemer, har oppfinnerne undersøkt dette i lys av en likevektstemperatur. Som et resultat, har følgende kunnskap blitt oppnådd. The above description relates to a method for optimizing the space above the catalyst layer. Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the inventors have investigated this in the light of an equilibrium temperature. As a result, the following knowledge has been obtained.

Konsentrasjonen av et hydrokarbon inneholdt i en gass som gjør at katalysatorsjiktet senkes for å beskytte katalysatoren, og utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet når en likevekt ved 1100 til 1300°C, hvor sot ikke dannes selv om forholdet mellom hydrogen til karbonmonoksid senkes, og også mengden av karbondioksid som et hjelperåmateriale kan reduseres. Som et resultat er det mulig at karbondioksidkonsentrasjonen i en produsert gass er 10 vol% eller mindre ved anvendelse av naturgassbrensel, og karbondioksidkonsentrasjonen i den produserte gass er 5 vol% eller mindre ved anvendelse av propangassbrensel. Videre, siden katalysatoren opereres effektivt ved høye temperaturer, er det ikke nødvendig med en katalysator som inneholder edelmetall, og også mengden av katalysator kan reduseres. The concentration of a hydrocarbon contained in a gas that causes the catalyst bed to be lowered to protect the catalyst, and the outlet temperature of the catalyst bed reaches an equilibrium at 1100 to 1300°C, where soot does not form even if the ratio of hydrogen to carbon monoxide is lowered, and also the amount of carbon dioxide as an auxiliary raw material can be reduced. As a result, it is possible that the carbon dioxide concentration in a produced gas is 10 vol% or less when using natural gas fuel, and the carbon dioxide concentration in the produced gas is 5 vol% or less when using propane gas fuel. Furthermore, since the catalyst is operated efficiently at high temperatures, a catalyst containing a noble metal is not required, and also the amount of catalyst can be reduced.

Etter terminering av den katalytiske reaksjon er det foretrukket at syntesegassen hurtig avkjøles til 600°C eller mindre. På denne måte, deretter, trenger gassammensetningen ikke å forandres, og en gass som har gassammensetningen ved utgangen av katalysatorsjiktet kan avgis til nedstrømssyntetisk reaksjon. After termination of the catalytic reaction, it is preferred that the synthesis gas is rapidly cooled to 600°C or less. In this way, then, the gas composition does not need to be changed, and a gas having the gas composition at the outlet of the catalyst bed can be discharged to the downstream synthetic reaction.

Den omdannede syntesegass anvendes som et råmateriale for syntes av dimentyleter (DME), F-T, metanol, ammoniakk, og videre. Heretter, en fremgangsmåte for syntese av dietyleter (DME) vil bli beskrevet skjematisk, hvor syntesegassen som har karbonmonoksid og hydrogen som hovedkomponenter passeres og reagerer gjennom en slurryreaktor hvor en katalysator i finfordelte partikler suspenderes i en mediumolje med høyt kokepunkt. The converted synthesis gas is used as a raw material for the synthesis of dimentyl ether (DME), F-T, methanol, ammonia, and so on. Hereafter, a method for the synthesis of diethyl ether (DME) will be described schematically, where the synthesis gas which has carbon monoxide and hydrogen as main components is passed and reacts through a slurry reactor where a catalyst in finely divided particles is suspended in a medium oil with a high boiling point.

En fremgangsmåte for syntese av dimetyleter fra karbonmonoksid og hydrogen utføres, samtidig ved å utføre de tre reaksjoner for syntese av A method for the synthesis of dimethyl ether from carbon monoxide and hydrogen is carried out, simultaneously by carrying out the three reactions for the synthesis of

metanol produsert fra hydrogen og karbonmonoksid, syntese av dimetyleter produsert ved en dehydreringsreaksjon av den ovenfor syntetiserte metanol, og produksjon av hydrogen ved reaksjonen av karbonmonoksid og vann bi-produsert ledsaget med en ovenfor syntese av dimetyleter, som er representert med følgende formeler (A), (B) og (C). methanol produced from hydrogen and carbon monoxide, synthesis of dimethyl ether produced by a dehydration reaction of the above synthesized methanol, and production of hydrogen by the reaction of carbon monoxide and water bi-produced accompanied by an above synthesis of dimethyl ether, which is represented by the following formulas (A) , (B) and (C).

Summering av (A) til (C) er vist som formel (D) nedenfor. Dimetyleter og karbondioksid produseres i like mengder fra hydrogen og karbonmonoksid. Summation of (A) to (C) is shown as formula (D) below. Dimethyl ether and carbon dioxide are produced in equal amounts from hydrogen and carbon monoxide.

For å anvendes som et råmateriale i denne reaksjon, i tilfellet senking av forholdet mellom hydrogen og karbonmonoksid I en syntesegass til 2 eller mindre, er økning av karbondioksidkonsentrasjonen i en produsert syntesegass og forekomst av sot ikke neglisjerbar. I synteseprosessen for dimetyleter ved anvendelse av formel (D), er en syntesegass som er 1:1 mellom forholdet mellom hydrogen til karbonmonoksid nødvendig, men i en ordinær ATR, når karbondioksidkonsentrasjonen i den produserte syntesegass 20 til 40 vol% basert på tørrstoffbasis. To be used as a raw material in this reaction, in the case of lowering the ratio of hydrogen to carbon monoxide in a synthesis gas to 2 or less, increase of carbon dioxide concentration in a produced synthesis gas and occurrence of soot is not negligible. In the synthesis process of dimethyl ether using formula (D), a synthesis gas that is 1:1 between the ratio of hydrogen to carbon monoxide is necessary, but in an ordinary ATR, the concentration of carbon dioxide in the synthesis gas produced reaches 20 to 40% by volume based on dry matter basis.

Karbondioksid inneholdt i en rågass inhiberer reaksjonen, og skader dermed framstillingsprosessen. Videre, sirkuleringen av en stor mengde karbondioksid i reaksjonssystemet er ikke ønskelig med hensyn til apparatkostnader og driftskostnader. Carbon dioxide contained in a raw gas inhibits the reaction, thus damaging the manufacturing process. Furthermore, the circulation of a large amount of carbon dioxide in the reaction system is not desirable with regard to apparatus costs and operating costs.

For å hindre disse ulempene, vurderes en prosess for fjerning av CO2fra en rågass, men dette vil resultere i en økning i apparatkostnader og driftskostnader. To prevent these disadvantages, a process for removing CO2 from a raw gas is being considered, but this will result in an increase in equipment costs and operating costs.

Som beskrevet ovenfor, temperaturen som nå er en likevekt innstilles ved 1100 til 1300°C, og forholdet mellom hydrogen og karbonmonoksid (molart forhold) senkes til nær 1, og også karbondioksidkonsentrasjonen senkes, og blir dermed effektiv i dimetyletersyntesen representert med den totale reaksjonsformel (D). As described above, the temperature which is now an equilibrium is set at 1100 to 1300°C, and the ratio of hydrogen to carbon monoxide (molar ratio) is lowered to close to 1, and also the carbon dioxide concentration is lowered, thus becoming effective in the dimethyl ether synthesis represented by the overall reaction formula ( D).

I tillegg, typen katalysator anvendt i denne utførelse er ikke spesielt begrenset dersom en varmeresistens tilfredstillet ved reaksjonstemperaturen på 1100 til 1300°C. Eksempler på katalysatoren inkluderer et metall så som titan, vanadium, krom, mangan, jern, kobolt, nikkel, kopper, sink, kalium, yttrium, zirkonium, niobium, molybden, ruthenium, rhodium, palladium, gull, kalium, indium, tinn, hafnium, tantalum, tungstein, rhenium, osmium, iridium, platium, sølv, kvikksølv, tellurium, bly, bismuth, thallium, uranium, litium, natrium, kalium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, kalsium, strontium. Barium, bor, aluminium, scandium, thorium, bly og lantanoid, et oksid derav, og lignende. In addition, the type of catalyst used in this embodiment is not particularly limited if a heat resistance satisfied at the reaction temperature of 1100 to 1300°C. Examples of the catalyst include a metal such as titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, potassium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, gold, potassium, indium, tin, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, silver, mercury, tellurium, lead, bismuth, thallium, uranium, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium. Barium, boron, aluminium, scandium, thorium, lead and lanthanoid, an oxide thereof, and the like.

Katalysatoren kan være støttet på en bærer. Bæreren kan anvendes enkeltvis eller i kombinasjon av to eller flere utvalgte fra gruppen bestående av aluminium, silika, titan, zirkonium, magnesium, zeolitt, etc. The catalyst may be supported on a support. The carrier can be used individually or in combination with two or more selected from the group consisting of aluminium, silica, titanium, zirconium, magnesium, zeolite, etc.

Partikkelstørrelse og -form av katalysatoren er ikke spesielt begrenset, men en stor overflateareal og et lydtrykkfall er foretrukket. Particle size and shape of the catalyst are not particularly limited, but a large surface area and a sound pressure drop are preferred.

Videre, som et brensel introdusert til en ATR, kan en naturgass inkluderende en stor mengde N2og CO2, en "kull-bed metan", en assosiert gass, en organisk fermentering av metan, en gass for fremstilling av jern, etc, i tillegg til en naturgass og en LPG-gass, anvendes. Som et oksiderende middel introduseres i ATRen en ren O2, luft og en 02-anriket luft. Furthermore, as a fuel introduced to an ATR, a natural gas including a large amount of N2 and CO2, a "coal-bed methane", an associated gas, an organic fermentation of methane, a gas for the production of iron, etc., in addition to a natural gas and an LPG gas are used. As an oxidizing agent, pure O2, air and an O2-enriched air are introduced into the ATR.

Trykket er i området atmosfærisk trykk til 50 atm, men er ikke spesielt begrenset. The pressure is in the range of atmospheric pressure to 50 atm, but is not particularly limited.

EKSEMPLER.EXAMPLES.

En hydrogengass ble omdannet til karbonmonoksidgass og hydrogengass ved anvendelse av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass som vist i fig. 6. I en øvre del og nedre del av et katalysatorsjikt, ble aluminiumsballer plassert som et adiabatisk sjikt. Det katalytiske sjikt ble støttet av en katalysatorbærer. Nedstrøms for katalysatorsjiktet var det tilveiebrakt avkjølingsmidler for avkjøling av syntesegassen ved sprayvann. Innsidetrykket av brennkammeret var satt til 0,6 MPa. Retensjonstiden av en friborddel ble beregnet for volumet av friborddelen, strømningsrate av en produsert gass (våtstrømningsrate), og temperaturen og trykket i friborddelen. A hydrogen gas was converted into carbon monoxide gas and hydrogen gas using a combustion chamber to produce a synthesis gas as shown in fig. 6. In an upper part and lower part of a catalyst bed, aluminum balls were placed as an adiabatic bed. The catalytic layer was supported by a catalyst carrier. Downstream of the catalyst layer, cooling agents were provided for cooling the synthesis gas by spray water. The internal pressure of the combustion chamber was set to 0.6 MPa. The retention time of a freeboard section was calculated for the volume of the freeboard section, flow rate of a produced gas (wet flow rate), and the temperature and pressure in the freeboard section.

I eksempler 1 til 3, ble utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet innstilt ved 1100 til 1300°C, og retensjonstiden i friborddelen, som var et rom over katalysatorsjiktet, ble satt til 2 sekunder eller mer. Videre, foreholdet mellom hydrogen og karbonmonoksid i syntesegassen oppnådd ved hurtig avkjøling av syntesegassen til 600°C eller mindre i den lavere del av katalysatorsjiktet, var satt til 0,8 til 1,2. In Examples 1 to 3, the outlet temperature of the catalyst bed was set at 1100 to 1300°C, and the retention time in the freeboard portion, which was a space above the catalyst bed, was set to 2 seconds or more. Furthermore, the ratio of hydrogen to carbon monoxide in the synthesis gas obtained by rapidly cooling the synthesis gas to 600°C or less in the lower part of the catalyst bed was set at 0.8 to 1.2.

I sammenlignende eksempel 1, ble dette utført under betingelser der utgangstemperaturen T2 av katalysatorsjiktet ble senket til 960°C. In comparative example 1, this was carried out under conditions where the outlet temperature T2 of the catalyst bed was lowered to 960°C.

I sammenlignende eksempel 2 hvor aluminiumsballsjiktet under katalysatorsjiktet ble gjort tykt, og friborddelen ble gjort lite. Som for inngangstemperatur T1 for det katalytiske sjikt, ble temperaturen umiddelbart over toppen av den pakkete bed, som ble øket i høyde, målt. In comparative example 2 where the aluminum ball layer under the catalyst layer was made thick, and the freeboard part was made small. As for the inlet temperature T1 of the catalytic bed, the temperature immediately above the top of the packed bed, which was increased in height, was measured.

En sammenblanding av rågassen, volumet for friborddelen, retensjonstid i friborddelen, inngangstemperatur av katalysatorsjikt, konsentrasjon av ChUi inngangen i katalytisk sjikt, utgangstemperaturen fra katalytisk sjikt, temperaturen etter hurtigkjøling, sammenblandingen av den produserte gass, konsentrasjon av sot med hensyn til eksempler 1 til 3 og sammenlignings-eksempler 1 og 2, er indikert i tabell 1 nedenfor. A mixture of the raw gas, the volume of the freeboard part, retention time in the freeboard part, inlet temperature of the catalyst bed, concentration of ChUi the inlet of the catalytic bed, the outlet temperature of the catalytic bed, the temperature after rapid cooling, the mixture of the produced gas, concentration of soot with respect to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, are indicated in Table 1 below.

Som bekreftet i eksempler 1 til 3, konsentrasjonen av ChUi inngangen av katalysatorsjiktet ble senket til mindre enn 3,5 vol%, hvorved forskjellen As confirmed in Examples 1 to 3, the concentration of ChUi at the inlet of the catalyst bed was lowered to less than 3.5 vol%, whereby the difference

mellom inngangstemperatur i katalysatoren og utgangstemperaturen derav ble liten. Videre, karbondioksidkonsentrasjonen i syntesegassen var 10 vol% eller mindre i tilfellet med introdusering av naturgass som et brensel, og ble senket til 5 vol% i tilfellet hvor propangass ble introdusert. I eksempel 2, temperaturen etter hurtigavkjølingen ble forandret til 595 til 350°C, men forandringen av den produserte gassammensetning (tørr sammensetning) forekom ikke. between the inlet temperature in the catalyst and the outlet temperature thereof became small. Furthermore, the carbon dioxide concentration in the synthesis gas was 10 vol% or less in the case of introducing natural gas as a fuel, and was lowered to 5 vol% in the case where propane gas was introduced. In Example 2, the temperature after the rapid cooling was changed to 595 to 350°C, but the change of the produced gas composition (dry composition) did not occur.

I sammenlignende eksempel 1, på grunn av resterende ChU, ble inngangstemperaturen T1 i katalysatorsjiktet ikke senket så mye som utgangstemperaturen, og videre var karbondioksidkonsentrasjonen i syntesegassen i overskudd av 20 vol%. In Comparative Example 1, due to residual ChU, the inlet temperature T1 in the catalyst bed was not lowered as much as the outlet temperature, and furthermore, the carbon dioxide concentration in the synthesis gas was in excess of 20 vol%.

I sammenlignende eksempel 2, ble konsentrasjonen av metan i inngangen av et katalysatorsjikt øket sammenlignet med eksempel 2. Videre, utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet i alle sammenlignende eksempler 2 og eksempel 2 var 1200°C\ mens inngangstemperaturen av katalysatorsjiktet i sammenlignende eksempel 2 ble øket med ca. 100°C i forhold til eksempel 2. In Comparative Example 2, the concentration of methane in the inlet of a catalyst bed was increased compared to Example 2. Furthermore, the outlet temperature of the catalyst bed in all Comparative Examples 2 and Example 2 was 1200°C\ while the inlet temperature of the catalyst bed in Comparative Example 2 was increased by about . 100°C compared to example 2.

Som for et tredje aspekt.As for a third aspect.

Aspekt 1Aspect 1

En fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen i nærvær av en katalysator ved anvendelse av en brenselgass og et oksiderende middel som råmaterialer, hvor en andel av den fremstilte syntesegass mates som en andel av råmaterialer idet syntesegassen fremstilles. A method for producing a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst using a fuel gas and an oxidizing agent as raw materials, where a proportion of the produced synthesis gas is fed as a proportion of raw materials when the synthesis gas is produced.

Aspekt 2Aspect 2

En fremgangsmåte for å fremstille en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen i nærvær av en katalysator ved anvendelse av en brenselgass og et oksiderende middel som råmaterialer, hvor en andel av gassen av følgende (a) og/eller (b): mates som en porsjon av råmaterialer idet syntesegassen fremstilles. (a) en utgangsgass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen ledes ut fra et reaksjonssystem i en prosess ved anvendelse av den fremstilte syntesegass som et råmateriale; (b) en gass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen separert fra et produkt i en postprosess, ledsaget med et oppnådd produkt i en prosess ved anvendelse av den fremstilte syntesegass som et råmateriale. A process for producing a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst using a fuel gas and an oxidizing agent as raw materials, wherein a portion of the gas of the following (a) and/or (b): is fed as a portion of raw materials when the synthesis gas is produced. (a) an output gas containing carbon monoxide and hydrogen is discharged from a reaction system in a process using the produced synthesis gas as a raw material; (b) a gas containing carbon monoxide and hydrogen separated from a product in a post process, accompanied by a product obtained in a process using the produced synthesis gas as a raw material.

Aspekt 3Aspect 3

Fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass i samsvar med aspekt 1, hvor en andel av den fremstilte syntesegass blandes med en brenselgass, som deretter ledes til en andel av råmaterialer idet syntesegassen fremstilles. Method for producing a synthesis gas in accordance with aspect 1, where a proportion of the produced synthesis gas is mixed with a fuel gas, which is then led to a proportion of raw materials as the synthesis gas is produced.

Aspekt 4Aspect 4

Fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass i samsvar med aspekt 2, hvor en andel av en gass av (a) eller/og (b) blandes med brenselgassen, som deretter ledes som porsjon av råmaterialer idet syntesegassen fremstilles. Method for producing a synthesis gas in accordance with aspect 2, where a proportion of a gas of (a) or/and (b) is mixed with the fuel gas, which is then fed as a portion of raw materials as the synthesis gas is produced.

Aspekt 5Aspect 5

Et brennkammer for fremstilling av en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen i nærvær av en katalysator ved anvendelse av en brenselgass og et oksiderende middel som råmaterialer, som er tilveiebrakt med en syntesegass-matelinje som mater en porsjon av den fremstilte syntesegass som en porsjon av råmaterialer idet syntesegassen fremstilles. A combustion chamber for producing a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst using a fuel gas and an oxidizing agent as raw materials, which is provided with a synthesis gas feed line that feeds a portion of the produced synthesis gas as a portion of raw materials while the synthesis gas is produced.

Teknisk område.Technical area.

Dette aspekt vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass fra en gass inneholdende et hydrokarbon, karbondioksid, oksygen, etc. Videre, syntesegassen er egnet som en syntesegass som har forholdet mellom H2/CO = 0,8 til 1,2 (molart forhold), som er nødvendig for en syntese av dimetyleter This aspect relates to a method for producing a synthesis gas from a gas containing a hydrocarbon, carbon dioxide, oxygen, etc. Furthermore, the synthesis gas is suitable as a synthesis gas having the ratio of H2/CO = 0.8 to 1.2 (molar ratio) , which is necessary for a synthesis of dimethyl ether

(DME). (DME).

Bakgrunnsteknikk.Background technology.

En syntesegass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid anvendes som råmaterialer for syntese av F-T, metanol, ammoniakk, DME, etc. Syntesegassen fremstilles fra forskjellige organiske forbindelser. Som en fremgangsmåte for fremstilling av syntesegassen er fremgangsmåter så som en reaksjon av damp og/eller karbondioksid, en partiell oksidering med oksygen og/eller luft, etc, som kjent. A synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide is used as raw materials for the synthesis of F-T, methanol, ammonia, DME, etc. The synthesis gas is produced from various organic compounds. As a method for producing the synthesis gas, methods such as a reaction of steam and/or carbon dioxide, a partial oxidation with oxygen and/or air, etc., are known.

Spesielt, for en gassformig organisk forbindelse kan følgende metoder benyttes: (1) en fremgangsmåte for å reagere damp og/eller karbondioksid til en organisk forbindelse i nærvær av en katalysator ved høye temperaturer; (2) en fremgangsmåte omfattende en partiell oksidering av en organisk forbindelse ved anvendelse av oksygen og/eller luft for å generere varme, hvorved damp og/eller karbondioksid blandes, som deretter reageres i et katalytisk sjikt; eller (3) en kombinasjon av (1) og (2). In particular, for a gaseous organic compound, the following methods may be used: (1) a method of reacting steam and/or carbon dioxide to an organic compound in the presence of a catalyst at high temperatures; (2) a process comprising a partial oxidation of an organic compound using oxygen and/or air to generate heat, whereby steam and/or carbon dioxide are mixed, which are then reacted in a catalytic bed; or (3) a combination of (1) and (2).

Beskrivelse av oppfinnelsen.Description of the invention.

Problemer som må løses av aspektet.Problems to be solved by the aspect.

Imidlertid, i fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass ledsaget med en partiell oksidering, stiger temperaturen i toppdelen av en oven idet syntesegassen fremstilles. Av denne grunn, er der problemer for fabrikkanlegg, så som smelting av ildfaste materialer i brennkammeret, etc. However, in the method of producing a synthesis gas accompanied with a partial oxidation, the temperature in the top part of a furnace rises as the synthesis gas is produced. For this reason, there are problems for factory facilities, such as melting of refractory materials in the combustion chamber, etc.

Derfor, under de ovenfor angitt forhold, har aspektet som formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass, som senker temperaturen i toppdelen av brennkammeret anvendt for fremstilling av syntesegass. Therefore, under the conditions stated above, the aspect aims to provide a method for the production of a synthesis gas, which lowers the temperature in the top part of the combustion chamber used for the production of synthesis gas.

Oppfinnerne har drevet betydelig forskning for å løse de ovenfor angitt problemer. Som et resultat har det blitt funnet at temperaturen i toppdelen av et brennkammer anvendt med fremstilling av en syntesegass senkes ved å mate en del av syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som fremstilles ved en prosess for fremstilling av syntesegassen; en andel av en utgangsgass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen ledes ut fra et reaksjonssystem i en prosess der man anvender en produsert syntesegass som et råmateriale; eller en del av en gass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen separert fra en produkt i postprosessen, ledsagende med et oppnådd produkt i en prosess der den produserte syntesegass anvendes som et råmateriale, fortrinnsvis der den ovenfor matete gass blandes med en brenselgass. The inventors have conducted considerable research to solve the above stated problems. As a result, it has been found that the temperature in the top part of a combustion chamber used in the production of a synthesis gas is lowered by feeding a portion of the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, which is produced by a process for the production of the synthesis gas; a portion of an output gas containing carbon monoxide and hydrogen is led out from a reaction system in a process where a produced synthesis gas is used as a raw material; or part of a gas containing carbon monoxide and hydrogen separated from a product in the post process, accompanying with an obtained product in a process where the produced synthesis gas is used as a raw material, preferably where the above fed gas is mixed with a fuel gas.

Dette aspekt har fremkommet på basis av funnene som er beskrevet ovenfor. Dette aspekt er kjennetegnet ved at: Aspektet beskrevet i aspekt 1 er en fremgangsmåte for fremstilling av en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen i nærvær av en katalysator ved anvendelse av en brenselgass og et oksiderende middel som råmaterialer, hvor en andel av en den fremstilte syntesegass mates som en andel av råmaterialer idet syntesegassen fremstilles. This aspect has emerged on the basis of the findings described above. This aspect is characterized by: The aspect described in aspect 1 is a method for producing a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst using a fuel gas and an oxidizing agent as raw materials, where a proportion of the produced synthesis gas is fed as a share of raw materials when the synthesis gas is produced.

Aspektet beskrevet i aspekt 2 er en fremgangsmåte for å fremstille en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen i nærvær av en katalysator ved anvendelse av en brenselgass og et oksiderende middel som råmaterialer, hvor en andel av gassen av følgende (a) og/eller (b): mates som en porsjon av råmaterialer idet syntesegassen fremskyndes, The aspect described in aspect 2 is a method for producing a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst using a fuel gas and an oxidizing agent as raw materials, wherein a proportion of the gas of the following (a) and/or (b) : fed as a portion of raw materials as the synthesis gas is accelerated,

(a) en utgangsgass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen(a) an exit gas containing carbon monoxide and hydrogen

ledes ut fra et reaksjonssystem i en prosess ved anvendelse av den fremstilte syntesegass som et råmateriale; (b) en gass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen separert fra et produkt i en postprosess, ledsaget med et oppnådd produkt i en prosess ved anvendelse av den fremstilte syntesegass som et råmateriale. is discharged from a reaction system in a process using the produced synthesis gas as a raw material; (b) a gas containing carbon monoxide and hydrogen separated from a product in a post process, accompanied by a product obtained in a process using the produced synthesis gas as a raw material.

Aspektet beskrevet i aspekt 3 er fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass i samsvar med aspekt, hvor en del av den fremstilte syntesegass blandes med en brenselgass, som deretter mates som en porsjon av råmaterialer ved fremstilling av syntesegassen. The aspect described in aspect 3 is the method for producing a synthesis gas in accordance with aspect, where part of the produced synthesis gas is mixed with a fuel gas, which is then fed as a portion of raw materials in the production of the synthesis gas.

Aspektet beskrevet i aspekt 4 er fremgangsmåten for fremstilling av en syntesegass i samsvar med aspekt 2, hvor en del av en gass av (a) og/eller (b) blandes med brenselgassen, som deretter mates som en porsjon av råmaterialer ved fremstillingen av syntesegassen. The aspect described in aspect 4 is the method for producing a synthesis gas in accordance with aspect 2, wherein part of a gas of (a) and/or (b) is mixed with the fuel gas, which is then fed as a portion of raw materials in the production of the synthesis gas .

Aspektet beskrevet i aspekt 5 er et brennkammer for fremstilling av en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen i nærvær av en katalysator ved anvendelse av en brenselgass og et oksiderende middel som råmaterialer, som tilveiebringes med en syntesegass-matelinje som mater en porsjon av den fremstilte syntesegass som en porsjon av råmaterialer idet syntesegassen fremstilles. The aspect described in aspect 5 is a combustion chamber for producing a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst using a fuel gas and an oxidizing agent as raw materials, which is provided with a synthesis gas feed line feeding a portion of the produced synthesis gas which a portion of raw materials when the synthesis gas is produced.

Effekter av aspektet.Effects of the aspect.

Med foreliggende aspekt er det mulig å senke temperaturen i toppdelen av et brennkammer anvendt ved fremstilling av syntesegass. Og siden temperaturen er toppdelen av brennkammeret kan senkes, er det ikke nød-vendig å gi varmeresistent til toppdelen av fremstillingsbrennkammeret; frekvensen for reparasjon av ildfaste materialer reduseres; eller lignende, og således vil tid og kostnader for vedlikehold av fabrikken ikke være nødvendig. Derfor er aspektet økonomisk. Videre, mengden av karbondioksid i den fremstilte syntesegass kan effektivt reduseres uten å øke utgangstemperaturen av et katalysatorsjikt i brennkammeret ved å returnere syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen som råmateriale. With the present aspect, it is possible to lower the temperature in the top part of a combustion chamber used in the production of synthesis gas. And since the temperature is the top part of the combustion chamber can be lowered, it is not necessary to provide heat resistant to the top part of the manufacturing combustion chamber; the frequency of repair of refractory materials is reduced; or similar, and thus time and costs for maintenance of the factory will not be necessary. Therefore, the aspect is economic. Furthermore, the amount of carbon dioxide in the produced synthesis gas can be effectively reduced without increasing the outlet temperature of a catalyst bed in the combustion chamber by returning synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen as raw material.

Beste modus for å utføre oppfinnelsen.Best mode of carrying out the invention.

Heretter, vil aspektet bli beskrevet i detalj.Hereafter, the aspect will be described in detail.

Fig. 8 er et skjematisk diagram som viser en utførelse av et brennkammer for fremstilling av en syntesegass (autotermisk omdanner (ATR)). Ved fremstilling av syntesegass (5) inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, klassifiseres gass som et råmateriale som brenselgass (1), et oksiderende middel (4) og hjelperåmaterialer (2) og (3). Brenselgassen (1) er et hydrokarbon omfattende en naturgass, en LPG, hydrokarboner (HC) eller lignende. Det oksiderende middel (4) inkluderer oksygen, luft eller lignende. Videre, hjelperåmaterialer inkluderer damp (vann) (2), karbondioksid (3) eller lignende. Fig. 8 is a schematic diagram showing an embodiment of a combustion chamber for the production of a synthesis gas (autothermal converter (ATR)). In the production of synthesis gas (5) containing carbon monoxide and hydrogen, gas is classified as a raw material as fuel gas (1), an oxidizing agent (4) and auxiliary raw materials (2) and (3). The fuel gas (1) is a hydrocarbon comprising a natural gas, an LPG, hydrocarbons (HC) or the like. The oxidizing agent (4) includes oxygen, air or the like. Further, auxiliary raw materials include steam (water) (2), carbon dioxide (3) or the like.

Et katalytisk sjikt tilveiebringes på innsiden av et brennkammer for fremstilling av syntesegassen (heretter benevnt som etfremstillingsbrennkammer) (6). Syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, for eksempel, gassen produsert med partiell oksidering ved anvendelse av en diffusjonsblandingstypebrenner, fremstilles fra den ovenfor beskrevne rågass i nærvær av en katalysator. Det vil si, ved hjelp av brennkammeret for fremstilling av syntesegass, hvor syntesegassen som har hydrogen og karbonmonoksid som hovedkomponenter fremstilles ved katalytisk omdanning av gassen generert med den partielle forbrenning av hydrokarboner. A catalytic layer is provided inside a combustion chamber for the production of the synthesis gas (hereinafter referred to as a production combustion chamber) (6). The synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, for example, the gas produced by partial oxidation using a diffusion mixture type burner, is prepared from the above-described raw gas in the presence of a catalyst. That is, by means of the combustion chamber for the production of synthesis gas, where the synthesis gas which has hydrogen and carbon monoxide as main components is produced by catalytic conversion of the gas generated with the partial combustion of hydrocarbons.

I fig. 8 er (1) brenselgass, (4) er oksiderende middel, (5) er syntesegass, og (6) er fremstillingsbrennkammer. Til brenselgass-matelinjen (7) for mating av brenselgassen (1) til fremstillingsbrennkammeret (6) er der forbundet en matelinje for mating av hjelperåmaterialer av damp (2) og karbondioksid (3). Videre, før disse introduseres i fremstillingsbrennkammeret (6), forblandes damp (2) og karbondioksid med brenselgassen (1). In fig. 8 is (1) fuel gas, (4) is oxidizing agent, (5) is synthesis gas, and (6) is manufacturing combustion chamber. A feed line for feeding auxiliary raw materials of steam (2) and carbon dioxide (3) is connected to the fuel gas feed line (7) for feeding the fuel gas (1) to the manufacturing combustion chamber (6). Furthermore, before these are introduced into the production combustion chamber (6), steam (2) and carbon dioxide are premixed with the fuel gas (1).

En matelinje (8) for mating av oksiderende middel (4) til fremstillingsbrennkammeret (6) er ikke forbundet med brenselgass-matelinjen (7), men er forbundet direkte til fremstillingsbrennkammeret (6). Grunnen til dette er at dersom det oksiderende middel (4) preblandes med brenselgass, så vil brenselgassen (1) brennes. Det er effektivt å inhibere sotproduksjon eller partiell økning av innsidetemperaturen av brennkammeret ved preliminært å introdusere råmaterialene, de andre enn det oksiderende middel, nemlig, damp (2) og karbondioksid (3) inn i fremstillingsbrennkammeret (6), som deretter blandes med det oksiderende middel (4) i fremstillingsbrennkammeret (6). A feed line (8) for feeding oxidizing agent (4) to the production combustion chamber (6) is not connected to the fuel gas feed line (7), but is connected directly to the production combustion chamber (6). The reason for this is that if the oxidizing agent (4) is premixed with fuel gas, then the fuel gas (1) will be burned. It is effective to inhibit soot production or partial increase of the internal temperature of the combustion chamber by preliminarily introducing the raw materials other than the oxidizing agent, namely, steam (2) and carbon dioxide (3) into the manufacturing combustion chamber (6), which are then mixed with the oxidizing agent agent (4) in the manufacturing combustion chamber (6).

En syntesegassforingslinje (9) for sirkulering av den fremstilte syntesegass (5) i fremstillingsbrennkammeret (6) er forgrenet fra en syntesegass dreneringslinje (10) og er forbundet til en brenselgass-matelinje (7). Således, en andel av den fremstilte syntesegass (5) mates til fremstillingsbrennkammeret (6) som er porsjon av rågassen samtidig som syntesegassen fremstilles. Videre, det er også foretrukket at etter preblanding av den sirkulerte syntesegass med brenselgass (1), karbondioksid (3) og damp (2), mates blandingen til fremstillingsbrennkammeret, og syntesegassen som sirkulerte i brennkammeret reageres med oksygen. Men matingsmetoden er ikke begrenset til dette. A synthesis gas feed line (9) for circulating the manufactured synthesis gas (5) in the manufacturing combustion chamber (6) is branched from a synthesis gas drainage line (10) and is connected to a fuel gas feed line (7). Thus, a portion of the produced synthesis gas (5) is fed to the production combustion chamber (6) which is a portion of the raw gas at the same time as the synthesis gas is produced. Furthermore, it is also preferred that after premixing the circulated synthesis gas with fuel gas (1), carbon dioxide (3) and steam (2), the mixture is fed to the production combustion chamber, and the synthesis gas circulated in the combustion chamber is reacted with oxygen. But the feeding method is not limited to this.

I en konvensjonell brennkammer for fremstilling av syntesegass, øker temperaturen av toppdelen av brennkammeret, slik at ildfaste materialer i brennkammeret smelter. Derfor er dette problemet i fabrikken. Først, dette vil bli beskrevet som følger. In a conventional combustion chamber for the production of synthesis gas, the temperature of the top part of the combustion chamber increases, so that refractory materials in the combustion chamber melt. Therefore, this problem is in the factory. First, this will be described as follows.

Som beskrevet ovenfor, ved fremstilling av syntesegass innholdende karbonmonoksid og hydrogen, klassifiseres en rågass som en brenselgass og et oksiderende middel, eller videre et hjelperåmateriale. Syntesegassen inneholder karbonmonoksid og hydrogen, for eksempel, gassen produsert med partiell oksidering ved anvendelse av en diffusjonsblandingstypebrenner, fremstilles fra den ovenfor beskrevne rågass i nærvær av en katalysator. På denne tid, dersom en høy konsentrasjon av oksygen kombineres med høy konsentrasjon av brenselgass i reaktoren, genereres mer varme, hvorved toppdelen av brennkammeret oppvarmes slik at temperaturen derav øker. As described above, when producing synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, a raw gas is classified as a fuel gas and an oxidizing agent, or further an auxiliary raw material. The synthesis gas contains carbon monoxide and hydrogen, for example, the gas produced by partial oxidation using a diffusion mixture type burner, is prepared from the above-described raw gas in the presence of a catalyst. At this time, if a high concentration of oxygen is combined with a high concentration of fuel gas in the reactor, more heat is generated, whereby the top part of the combustion chamber is heated so that its temperature increases.

Det ble funnet at det er mulig å senke flammetemperaturen ved å returnere og mate en andel av syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som en del av råmaterialene, oppnådd ved samtidig fremstilling av syntesegassen, og således senke den høyeste temperatur av toppdelen i forbren-ningsbrennkammeret. Det oksiderende middel reageres med sirkulerende hydrogen (hb) og karbonmonoksid (CO), i tillegg til brenselgassen. Siden varme generert ved oksidering av hbog CO er liten sammenlignet med den for brenselgass, så vil temperaturen av regionen med høy konsentrasjon av oksiderende middel, effektivt reduseres. hbO og CO2produsert ved oksider-ingen av hbog CO er oksiderende midler i det ikke-reagerte brenselgass i den påfølgende region, og de reduseres til hbog CO. Det vil si, hbog Co er et medium for oksygenutbytting, og siden ikke alt av hbog CO reageres, vil gassvolumet øke og den høyeste temperatur i toppdelen av brennkammeret vil senkes. Her, topptemperaturen av flammen senkes ved å redusere konsentrasjonen av brenselgass, og samtidig, er det mulig å senke temperaturen av all regionene i brennkammeret ved tilsette den ikke-reagerte gass, som til slutt ikke er relatert til forbrenningen (dvs., syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen). Det tilsatte H2og CO fungerer som en inert gass i brennkammeret. Videre, i motsetning til tilfellet med til-setting av inert gass som ISb etc, så vil det tilsatte H2og CO ikke øke urenhetene i den produserte gass, og konsentrasjonen av H2og CO som er de nyttige komponenter i den produserte gass, reduseres ikke, men økes. It was found that it is possible to lower the flame temperature by returning and feeding a proportion of the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, as part of the raw materials, obtained by simultaneous production of the synthesis gas, and thus lower the highest temperature of the top part of the combustion combustion chamber. The oxidizing agent is reacted with circulating hydrogen (hb) and carbon monoxide (CO), in addition to the fuel gas. Since the heat generated by the oxidation of hbog CO is small compared to that of fuel gas, the temperature of the region with a high concentration of oxidizing agent will be effectively reduced. hbO and CO2 produced by the oxidation of hb and CO are oxidizing agents in the unreacted fuel gas in the following region, and they are reduced to hb and CO. That is, hbog Co is a medium for oxygen exchange, and since not all of the hbog CO is reacted, the gas volume will increase and the highest temperature in the top part of the combustion chamber will be lowered. Here, the peak temperature of the flame is lowered by reducing the concentration of fuel gas, and at the same time, it is possible to lower the temperature of all the regions of the combustion chamber by adding the unreacted gas, which is ultimately not related to the combustion (ie, the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen). The added H2 and CO act as an inert gas in the combustion chamber. Furthermore, in contrast to the case of adding inert gas such as ISb etc, the added H2 and CO will not increase the impurities in the produced gas, and the concentration of H2 and CO, which are the useful components in the produced gas, is not reduced, but is increased.

Den produserte syntesegass inneholder karbonmonoksid, karbondioksid, hydrogen og vann (damp), som opprettholder en likevekt ved skiftreaksjon som vist i følgende reaksjonsformel (1). The synthesis gas produced contains carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and water (steam), which maintains an equilibrium by shift reaction as shown in the following reaction formula (1).

Mengdene av introdusert hydrokarbon, oksygen, karbondioksid og damp opprettholdes, og dersom hydrogen og karbonmonoksid har det samme forhold som hydrogen/karbonmonoksid som den produserte gass introduseres inn i fremstillingsbrennkammeret, som vil innsidetemperaturen av brenn kammeret (fra toppdelen av brennkammeret til utgangen av katalysatorsjiktet) kunne senkes mens man omtrent samtidig opprettholder sammensetningen av den produserte gass. Dette på grunn av at det introduserte hydrogen og karbonmonoksid ikke forandres, og har en effekt i å fortynne gassen i brennkammeret. Videre, siden denominatoren og nominatoren av likevektsligningen vist som ([CO] x [H2O])/ ([CO2MH2]) av den produserte gass øker med samme forhold, så ved likevekten omtrent ikke forandres. Dette er et effektivt middel for å beskytte de ildfaste materialene i brennkammeret på grunn av at likt gassammensetning kan oppnås ved lavere temperaturer. The amounts of introduced hydrocarbon, oxygen, carbon dioxide and steam are maintained, and if hydrogen and carbon monoxide have the same ratio as hydrogen/carbon monoxide as the produced gas is introduced into the manufacturing combustion chamber, which will the inside temperature of the combustion chamber (from the top of the combustion chamber to the exit of the catalyst bed) could be lowered while approximately simultaneously maintaining the composition of the produced gas. This is because the introduced hydrogen and carbon monoxide do not change, and have an effect in diluting the gas in the combustion chamber. Furthermore, since the denominator and the nominator of the equilibrium equation shown as ([CO] x [H2O])/ ([CO2MH2]) of the produced gas increase by the same ratio, then at equilibrium approximately no change is made. This is an effective means of protecting the refractory materials in the combustion chamber due to the fact that the same gas composition can be achieved at lower temperatures.

Videre, dersom innsiden av temperaturen av fremstillingsbrennkammeret stiger, så kan mengden karbondioksid i den fremstilte syntesegass reduseres. Men mengde karbondioksid i den fremstilte syntesegass kan effektivt senkes uten å heve temperaturen i brennkammeret ved å returnere syntesegasse inneholdende karbonmonoksid og hydrogen som rågass. Nedenfor vil denne effekt bli beskrevet i detalj. Furthermore, if the inside temperature of the manufacturing combustion chamber rises, then the amount of carbon dioxide in the manufactured synthesis gas can be reduced. But the amount of carbon dioxide in the produced synthesis gas can be effectively lowered without raising the temperature in the combustion chamber by returning synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen as raw gas. This effect will be described in detail below.

For eksempel, i en fremgangsmåte for syntifisering av dimetyleter fra en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen som vist i følgende formel (2), er det behov for en syntesegass som har forholdet mellom hydrogen og karbonmonoksid til 1:1. For example, in a method for synthesizing dimethyl ether from a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen as shown in the following formula (2), there is a need for a synthesis gas having a ratio of hydrogen to carbon monoxide of 1:1.

Imidlertid, i tilfellet ved fremstilling av syntesegass (en blandet gass som har hydrogen og monoksid som hovedkomponenter) ved anvendelse av en naturgass eller en propangass som et råmateriale, hvor molart forhold mellom hydrogen/karbonmonoksid er generelt 2 eller mer. Derfor, i tilfellet med anvendelse av syntesegassen i prosessen for syntifisering av dimetyleter, bør det molare forhold av hydrogen/karbonmonoksid i syntesegassen reduseres. For å redusere forholdet mellom hydrogen i syntesegassen, for eksempel, introduseres karbondioksid i prosessen for fremstilling av syntesegassen, og denne reageres deretter med hydrogen som vist i følgende formel (3), for således effektivt å øke karbonmonoksid. However, in the case of producing synthesis gas (a mixed gas having hydrogen and monoxide as main components) using a natural gas or a propane gas as a raw material, where the molar ratio of hydrogen/carbon monoxide is generally 2 or more. Therefore, in the case of using the synthesis gas in the process of synthesizing dimethyl ether, the molar ratio of hydrogen/carbon monoxide in the synthesis gas should be reduced. To reduce the ratio of hydrogen in the synthesis gas, for example, carbon dioxide is introduced into the process for producing the synthesis gas, and this is then reacted with hydrogen as shown in the following formula (3), thus effectively increasing carbon monoxide.

Imidlertid, siden formel (3) er en likevektsreaksjon, så vil ikke alt av det introduserte karbondioksid reagere, slik at ureagert karbondioksid, dvs. overskudd av karbondioksid, forblir i den produserte syntesegass. I praksis, for å oppnå forholdet 1:1 mellom hydrogen og karbonmonoksid, tilsettes generelt karbondioksid ved mer enn gjennomstrømningsraten av rågassen, så som en naturgass, etc, og således vil konsentrasjonen av karbondioksid inneholdt i den fremstilte syntesegass, nå opp til 20 til 40% på tørrstoffbasis. However, since formula (3) is an equilibrium reaction, not all of the introduced carbon dioxide will react, so that unreacted carbon dioxide, i.e. excess carbon dioxide, remains in the produced synthesis gas. In practice, in order to achieve a 1:1 ratio between hydrogen and carbon monoxide, carbon dioxide is generally added at more than the flow rate of the raw gas, such as a natural gas, etc., and thus the concentration of carbon dioxide contained in the produced synthesis gas will reach up to 20 to 40 % on a dry matter basis.

Den produserte syntesegass omfatter karbonmonoksid, karbondioksid, hydrogen og vann (damp), som opprettholder likevekt ved skiftreaksjon som vist i følgende reaksjonsformel (1), som beskrevet ovenfor. The synthesis gas produced comprises carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and water (steam), which maintains equilibrium by shift reaction as shown in the following reaction formula (1), as described above.

For å øke karbonmonoksid (CO) og redusere hydrogen (hh), er det mulig å skifte reaksjonen til venstre side av likevekten ved å tilsette karbondioksid (CO2) til systemet. Imidlertid, dette øker karbondioksidkonsentrasjonen i syntesegassen, som beskrevet ovenfor. På den andre side, ved høyere temperaturer, så skifter reaksjonen mer til venstre side av ligningen, mens ved lavere temperaturer vil reaksjonen skifte mer til høyre side av ligningen. Således, for å redusere hydrogenet, nemlig, å øke karbonmonoksid så bør reaksjonen føres ut ved høyere temperaturer. Ved å øke temperaturen vil karbondioksid tilsatt til systemet reduseres. Det er mulig å redusere et lavt forhold av H2/CO ved å opprettholde konsentrasjon av CO2inneholdt i syntesegassen ved et lavt nivå. Det vil si, som utgangstemperatur av katalysatorsjiktet stiger, kan C02-konsentrasjonen av syntesegassen senkes. To increase carbon monoxide (CO) and decrease hydrogen (hh), it is possible to shift the reaction to the left side of the equilibrium by adding carbon dioxide (CO2) to the system. However, this increases the carbon dioxide concentration in the synthesis gas, as described above. On the other hand, at higher temperatures, the reaction shifts more to the left side of the equation, while at lower temperatures, the reaction shifts more to the right side of the equation. Thus, to reduce the hydrogen, namely, to increase the carbon monoxide, the reaction should be carried out at higher temperatures. By increasing the temperature, carbon dioxide added to the system will be reduced. It is possible to reduce a low ratio of H2/CO by maintaining the concentration of CO2 contained in the synthesis gas at a low level. That is, as the outlet temperature of the catalyst bed rises, the CO2 concentration of the synthesis gas can be lowered.

Som beskrevet ovenfor, for å redusere konsentrasjonen av CO2inneholdt i den produserte gass, er det foretrukket at utgangstemperaturen av de katalytiske sjikt er høy. Imidlertid, på den andre side, selv om det er mulig å redusere C02-konsentrasjonen ved å øke utgangstemperaturen av det katalytiske sjikt, så senkes energieffektiviteten. Videre, siden varmen som lastes til brennkammerslegemet øker, så er det nødvendig med kostnadsstyrt materiale, eller levetiden for brennkammerslegemet reduseres. Således, i foreliggende utførelse, for å redusere C02-konsentrasjonen til 10% eller mindre, innstilles utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet ved 1100 til 1300°C. As described above, in order to reduce the concentration of CO2 contained in the produced gas, it is preferred that the outlet temperature of the catalytic layers is high. However, on the other hand, although it is possible to reduce the CO 2 concentration by increasing the outlet temperature of the catalytic bed, the energy efficiency is lowered. Furthermore, since the heat loaded into the combustion chamber body increases, cost-controlled material is required, or the lifetime of the combustion chamber body is reduced. Thus, in the present embodiment, to reduce the CO 2 concentration to 10% or less, the outlet temperature of the catalyst bed is set at 1100 to 1300°C.

Oppfinnerne har studert en fremgangsmåte for ytterligere å redusere konsentrasjonen av CO2inneholdt i syntesegassen. Som et resultat har det følgende blitt funnet. The inventors have studied a method to further reduce the concentration of CO2 contained in the synthesis gas. As a result, the following has been found.

Karbondioksid og damp som hjelperåmaterialer kan senke temperaturen av den produserte gass, og de introduseres også for å regulere sammensetningen av den produserte gass. Som beskrevet ovenfor, dersom hydrogen og karbonmonoksid i den fremstilte syntesegass introduseres inn i fremstillingsbrennkammeret, vil utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet i fremstillingsbrennkammeret senkes. Dersom karbondioksid og damp som er rågassen reduseres slik at de opprettholder utgangstemperaturen i det katalytiske sjikt, kan CO2- og hh-konsentrasjonene i den produserte gass reduseres. Selv karbondioksid og damp i rågassen er involvert i reaksjonen, vil det meste av disse eksistere i den produserte gass. Derfor, CO2- og H2O-konsentrasjonene i den produserte gass kan senkes i forhold til den reduserte mengde av karbondioksid og damp som er i rågassen. Fremgangsmåten for å redusere karbondioksid og damp i rågassen er regulert ved beregning av likevekt, hvorved en forutbestemt forhold av H2/CO kan opprettholdes. Det vil si, som beskrevet ovenfor, det er mulig og ytterligere redusere CO2-konsentrasjonen i den produserte gass som allerede er senket ved å øke utgangstemperaturen av det katalytiske sjikt. Carbon dioxide and steam as auxiliary raw materials can lower the temperature of the produced gas, and they are also introduced to regulate the composition of the produced gas. As described above, if hydrogen and carbon monoxide in the produced synthesis gas are introduced into the production combustion chamber, the outlet temperature of the catalyst layer in the production combustion chamber will be lowered. If carbon dioxide and steam, which are the raw gas, are reduced so that they maintain the outlet temperature in the catalytic layer, the CO2 and hh concentrations in the produced gas can be reduced. Although carbon dioxide and steam in the raw gas are involved in the reaction, most of these will exist in the produced gas. Therefore, the CO2 and H2O concentrations in the produced gas can be lowered in proportion to the reduced amount of carbon dioxide and steam present in the raw gas. The procedure for reducing carbon dioxide and steam in the raw gas is regulated by calculating equilibrium, whereby a predetermined ratio of H2/CO can be maintained. That is, as described above, it is possible to further reduce the CO2 concentration in the produced gas which has already been lowered by increasing the outlet temperature of the catalytic layer.

I tilfellet med å introdusere hydrogen og karbonmonoksid for formålet å senke C02-konsentrasjonen, idet syntesegassen inneholder CO2og H2O, bør hver av mengdene av CO2og H2O reduseres fra mengdene av CO2og damp som individuelt introduseres som hjelperåmaterialene. Dette betyr at, etter at mengdene av CO2og H2O korresponderende til mengdene for å opprettholde utgangstemperaturen av katalysatorsjiktet er redusert med hensyn til det introduserte hydrogen og karbonmonoksid, så reduseres hver av mengden av CO2og H2O inneholdt i syntesegassen ytterligere. In the case of introducing hydrogen and carbon monoxide for the purpose of lowering the CO 2 concentration, the synthesis gas containing CO 2 and H 2 O, each of the amounts of CO 2 and H 2 O should be reduced from the amounts of CO 2 and steam individually introduced as the auxiliary raw materials. This means that, after the amounts of CO2 and H2O corresponding to the amounts for maintaining the outlet temperature of the catalyst bed are reduced with respect to the introduced hydrogen and carbon monoxide, each of the amounts of CO2 and H2O contained in the synthesis gas is further reduced.

Som beskrevet ovenfor, aspektet er kjennetegnet ved at, for å senke temperaturen av toppdelen av brennkammeret og ytterligere redusere mengden av CO2inneholdt i syntesegassen, så bli en del av syntesegassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som oppnås som den produserte gass idet man fremstiller syntesegassen, returnert og matet som en del av råmaterialet ved tidspunktet for fremstilling av syntesegassen. As described above, the aspect is characterized in that, in order to lower the temperature of the top part of the combustion chamber and further reduce the amount of CO2 contained in the synthesis gas, a part of the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen, which is obtained as the produced gas while preparing the synthesis gas, is returned and fed as part of the raw material at the time of production of the synthesis gas.

Som en fremgangsmåte for å introdusere hydrogen og karbonmonoksid, en As a method of introducing hydrogen and carbon monoxide, a

fremgangsmåte for å sirkulere en del av den fremstilte syntesegass i syntese-gassfremstillingsbrennkammeret og en fremgangsmåte for å mate en utgangsgass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen som slipper ut av reaksjonssystemet i prosessen ved anvendelse av fremstilt syntesegass som råmateriale anvendes hensiktsmessig. method for circulating a part of the produced synthesis gas in the synthesis gas production combustion chamber and a method for feeding an output gas containing carbon monoxide and hydrogen that escapes from the reaction system in the process by using produced synthesis gas as raw material are used appropriately.

Den samme effekt som for ovenfor angitte fremgangsmåte ble oppnådd i tilfellet der vi anvendte en porsjon av en gass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som var separert fra produktet i en post- prosess, ledsaget av produktet oppnådd i en prosess i anvendelse av den fremstilte syntesegass som et råmateriale. The same effect as for the above-mentioned method was achieved in the case where we used a portion of a gas containing carbon monoxide and hydrogen, which was separated from the product in a post process, accompanied by the product obtained in a process using the produced synthesis gas as a raw material.

I betingelsene for fremstilling av syntesegassen som har H2O/ CO- forhold på 1; er mengden av den introduserte damp lavt. Derfor, er der en begrensning i å redusere mengden. I de fleste tilfeller der man anvender en utgangsgass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som utslippes fra reaktor-systemet i fremgangsmåten ved anvendelse av syntesegassen som råmateriale, så er H2O ikke inneholdt, og derfor er det ikke nødvendig å redusere mengden av damp korresponderende til mengden av H2O. Imidlertid, i tilfellet med sirkulering av syntesegass ved temperaturer høyere enn vann-damp kondensasjonstemperaturen, er der et problem. I slike tilfeller er det foretrukket å redusere temperaturen av syntesegassen til dampkondensa-sjonstemperaturen eller lavere for å fjerne vanndampen, og deretter introdusere syntesegassen til fremstillingsbrennkammeret. In the conditions for producing the synthesis gas which has a H2O/CO ratio of 1; the amount of steam introduced is low. Therefore, there is a limitation in reducing the amount. In most cases where an output gas containing carbon monoxide and hydrogen is used, which is discharged from the reactor system in the process using the synthesis gas as raw material, H2O is not contained, and therefore it is not necessary to reduce the amount of steam corresponding to the amount of H2O. However, in the case of circulating synthesis gas at temperatures higher than the water-steam condensation temperature, there is a problem. In such cases, it is preferred to reduce the temperature of the synthesis gas to the steam condensation temperature or lower to remove the water vapor, and then introduce the synthesis gas to the manufacturing combustion chamber.

Som beskrevet ovenfor, fremstillingen av syntesegassen er ledsaget av anvendelse av en brenselgass, et oksiderende middel eller ytterligere et hjelperåmateriale som råmaterialer i nærvær av katalysator. Typen katalysator er ikke spesielt begrenset, dersom en varmeresistens er tilfredsstilt ved reaksjonstemperaturen (foreksempel, 1100 til 1300 °C). Eksempler på katalysatoren inkluderer et metall så som titan, vanadium, krom, mangan, jern, kobolt, nikkel, kobber, sink, kalium, yttrium, zirkonium, niobium, molybden, ruthenium, rhodium, palladium, gull, kadmium, indium, tinn, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platium, sølv, kvikksølv, tellurium, bly, bismut, thallium, uranium, litium, natrium, kalium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, kalsium, strontium, barium, bor, aluminium, scandium, thorium, bly, lantanoid, etc; og et oksid derav, og lignende. As described above, the production of the synthesis gas is accompanied by the use of a fuel gas, an oxidizing agent or a further auxiliary raw material as raw materials in the presence of catalyst. The type of catalyst is not particularly limited, if a heat resistance is satisfied at the reaction temperature (for example, 1100 to 1300 °C). Examples of the catalyst include a metal such as titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, potassium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, gold, cadmium, indium, tin, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platium, silver, mercury, tellurium, lead, bismuth, thallium, uranium, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, boron, aluminum, scandium, thorium, lead, lanthanoid, etc; and an oxide thereof, and the like.

Katalysatoren kan være støttet på en bærer. Bæreren kan anvendes enkeltvis eller i kombinasjon av to eller flere valgt fra gruppen omfattende aluminium, silica, titan, zirkonium, magnesium, zeolitt, etc. The catalyst may be supported on a carrier. The carrier can be used individually or in combination of two or more selected from the group comprising aluminium, silica, titanium, zirconium, magnesium, zeolite, etc.

Partikkelstørrelsen av katalysatorstørrelsen er ikke spesielt begrenset.The particle size of the catalyst size is not particularly limited.

Også, som en brenselgass, kan metan og et hydrokarbon som har cirka 2 til 5 karbonatomer, en blanding derav, en naturgass, et metan fremstilt fra kull og andre substanser, en LPG, etc, og en egnet blanding derav anvendes. Som et oksiderende middel kan oksygenet være rent oksygen, luft, etc. Som et hjelperåmateriale kan damp, vann, karbondioksid, etc. anvendes. Videre kan nitrogengass også anvendes. Also, as a fuel gas, methane and a hydrocarbon having about 2 to 5 carbon atoms, a mixture thereof, a natural gas, a methane produced from coal and other substances, an LPG, etc., and a suitable mixture thereof can be used. As an oxidizing agent, the oxygen can be pure oxygen, air, etc. As an auxiliary raw material, steam, water, carbon dioxide, etc. can be used. Furthermore, nitrogen gas can also be used.

Reaksjonsbetingelsene for fremstilling av syntesegass er slik at reaksjonen fortrinnsvis utføres ved et trykk av atmosfærisk trykk til 50 atm. Videre, fremstillingsbrennkammeret (reaktoren) anvendt for fremstilling av syntesegassen er ikke spesielt begrenset. The reaction conditions for the production of synthesis gas are such that the reaction is preferably carried out at a pressure of atmospheric pressure to 50 atm. Furthermore, the manufacturing combustion chamber (reactor) used for manufacturing the synthesis gas is not particularly limited.

Fig. 9 er et skjematisk diagram som viser en annen utførelse av fremstillingsbrennkammeret. Fig. 9 is a schematic diagram showing another embodiment of the manufacturing combustion chamber.

I fig. 9 anvendes syntesegassen fremstilt med fremstillingsbrennkammeret (6) som en rågass i et anlegg (11) ved anvendelse av syntesegassen. I fremgangsmåten i anlegget (11) der syntesegassen anvendes, mates en utgangsgass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen som utslipper fra reaksjonssystemet inn i fremstillingsbrennkammeret (6) som en porsjon av råmateriale i fremstillingsbrennkammeret (6). In fig. 9, the synthesis gas produced with the production combustion chamber (6) is used as a raw gas in a plant (11) using the synthesis gas. In the process in the plant (11) where the synthesis gas is used, an output gas containing carbon monoxide and hydrogen that emits from the reaction system is fed into the manufacturing combustion chamber (6) as a portion of raw material in the manufacturing combustion chamber (6).

I fremstillingsbrennkammeret (6) ifølge fig. 9 mates en brenselgass (1) og et oksiderende middel (4) som råmaterialer inn i brennkammeret (6) gjennom en brenselgass matelinje (7) og et oksiderende middel matelinje (8), og en syntesegass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen fremstilles i nærvær av en katalysator. Syntesegassen utslipper fra en syntesegass dreneringslinje (15) og mates inn i anlegget (11) som benytter syntesegass. I fremgangsmåten i anlegget (11) som anvender syntesegassen, utslippes en utgangsgass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen fra reaksjonssystemet gjennom en utslippingslinje (12). En andel av utgangsgassen utslipper fra utslippings- linjen til utsiden av systemet, og den resterende andel derav mates inn i fremstillingsbrennkammeret (6) gjennom en utgangsgass matelinje (14), som er forbundet med brenselgass matelinjen (7). In the manufacturing combustion chamber (6) according to fig. 9, a fuel gas (1) and an oxidizing agent (4) are fed as raw materials into the combustion chamber (6) through a fuel gas feed line (7) and an oxidizing agent feed line (8), and a synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen is produced in the presence of a catalyst. The synthesis gas emits from a synthesis gas drainage line (15) and is fed into the plant (11) which uses synthesis gas. In the process in the plant (11) that uses the synthesis gas, an output gas containing carbon monoxide and hydrogen is emitted from the reaction system through an emission line (12). A part of the output gas emits from the discharge line to the outside of the system, and the remaining part of it is fed into the manufacturing combustion chamber (6) through an output gas feed line (14), which is connected to the fuel gas feed line (7).

Videre, heri, prosessen som anvender syntesegass som råmateriale er en framstillingsprosess der det anvendes en blandet gass inneholdende hydrogen og karbonmonoksid som råmaterialer. For eksempel, kan prosessen være syntese av DME, metanol, F-T, etc. Further, herein, the process using synthesis gas as raw material is a manufacturing process using a mixed gas containing hydrogen and carbon monoxide as raw materials. For example, the process can be the synthesis of DME, methanol, F-T, etc.

Videre, som beskrevet ovenfor, utgangsgassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, som utslippes fra reaksjonssystemet i fremgangsmåten i anvendelse av syntesegass som råmateriale, er en ikke- reagert gass som ikke anvendes i reaksjon; en ikke-reagert gass som tas ut for å kontrollere trykket i reaksjonssystemet; eller en ikke-reagert gass som tas ut for ikke å øke konsentrasjonen av gassen som er inert til reaksjonen med sirkulering i reaksjonssystemet. Furthermore, as described above, the output gas containing carbon monoxide and hydrogen, which is discharged from the reaction system in the method using synthesis gas as raw material, is an unreacted gas which is not used in reaction; an unreacted gas withdrawn to control the pressure in the reaction system; or an unreacted gas which is withdrawn so as not to increase the concentration of the gas inert to the reaction with circulation in the reaction system.

EksempelExample

En produsert syntesegass, eller en rensegass av en DME syntesereaksjons-system blandet med et råmateriale og introdusert. Betingelsene for denne utførelse var slik at man kunne fremstille en syntesegass som har hb/ CO-forhold på 0,8 til 1,2. Under slike betingelser, siden mengden av den introduserte damp var liten, ble gass ekskluderende det kondenserte vann introdusert. Utgangstemperaturen av et katalysatorsjikt ble innstilt til 1100 til 1300 °C, og syntesegassen ble hurtig avkjølt til 600 °C eller mindre i den nedre del av det katalytiske sjikt. A produced synthesis gas, or a purge gas of a DME synthesis reaction system mixed with a feedstock and introduced. The conditions for this design were such that a synthesis gas could be produced which has a hb/CO ratio of 0.8 to 1.2. Under such conditions, since the amount of steam introduced was small, gas excluding the condensed water was introduced. The outlet temperature of a catalyst bed was set to 1100 to 1300°C, and the synthesis gas was rapidly cooled to 600°C or less in the lower part of the catalytic bed.

I tabell 2 viser sammenlignende eksempler 1 og 2 eksempler på ingen sirkulering av syntesegass, og eksempler 1 og 2 viser eksempler på sirkulering av syntesegassen. In Table 2, comparative examples 1 and 2 show examples of no circulation of synthesis gas, and examples 1 and 2 show examples of circulation of the synthesis gas.

Det ble funnet at eksempler 1 og 2, kunne mengden av introdusert CO2i rågassen senkes, og videre ble mengden av CO2i den produserte gass også redusert til 8 tørr vol%. Siden det ikke er enkelt å redusere mengden av CO2i en produsert gass med kun en tørr vol%, så er betydningen av svært stor. It was found that examples 1 and 2, the amount of introduced CO2 in the raw gas could be lowered, and furthermore the amount of CO2 in the produced gas was also reduced to 8 dry vol%. Since it is not easy to reduce the amount of CO2 in a produced gas with only a dry vol%, the importance of is very large.

Som et fjerde aspekt As a fourth aspect

Aspekt 1Aspect 1

En fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, som omfatter introdusering av en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen inn i en reaktor, og underlegge rågassen til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste metanol som et biprodukt, hvor renheten av det produserte metanol økes til minst 95 % basert på massen, og hvor metanolen med den økede renhet returneres til reaktoren. A process for producing dimethyl ether, which comprises introducing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen into a reactor, and subjecting the raw gas to a catalytic reaction to produce dimethyl ether while simultaneously producing at least methanol as a by-product, wherein the purity of the produced methanol is increased to at least 95% based on the mass, and where the methanol with the increased purity is returned to the reactor.

Aspekt 2Aspect 2

En fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, som omfatter introdusering av en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen inn i en reaktor, og underlegge rågassen til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste metanol og vann som biprodukter, hvor metanolen separeres fra en væske inneholdende metanolen og vann oppnådd ved avkjøling av den produserte gass fra reaktoren, og det separerte metanol returneres til reaktoren. A process for producing dimethyl ether, which comprises introducing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen into a reactor, and subjecting the raw gas to a catalytic reaction to produce dimethyl ether while simultaneously producing at least methanol and water as by-products, wherein the methanol is separated from a liquid containing the methanol and water obtained by cooling the produced gas from the reactor, and the separated methanol is returned to the reactor.

Aspekt 3Aspect 3

En fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, omfattende introdusering av en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen inn i en reaktor, og underlegge rågassen til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste karbondioksid, metanol og vann som biprodukter, hvor den produserte gass fra reaktoren avkjøles for å separere en væske (1) inneholdende dimetyleter, karbondioksid, metanol og vann og en gass inneholdende den ikke- reagerte gasskomponent, hvor karbondioksid separeres fra den oppnådde væske (1), dimetyleter separeres fra en væske (2) hvorfra karbondioksid er separert, metanol separeres fra en væske (3) hvorfra karbondioksid og dimetyleter er separert, og det separerte metanol returneres til reaktoren. A process for producing dimethyl ether, comprising introducing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen into a reactor, and subjecting the raw gas to a catalytic reaction to produce dimethyl ether while producing at least carbon dioxide, methanol and water as by-products, where it produced gas from the reactor is cooled to separate a liquid (1) containing dimethyl ether, carbon dioxide, methanol and water and a gas containing the unreacted gas component, where carbon dioxide is separated from the obtained liquid (1), dimethyl ether is separated from a liquid (2) from which carbon dioxide is separated, methanol is separated from a liquid (3) from which carbon dioxide and dimethyl ether are separated, and the separated methanol is returned to the reactor.

Aspekt 4Aspect 4

Fremgangsmåter for å fremstille dimetyleter i samsvar med aspekt 3, hvor den produserte gass settes i forbindelse med væsken (2) hvorfra karbondioksid er separert, og med væsken (3) hvorfra karbondioksid og dimetyleter er separert. Methods for producing dimethyl ether in accordance with aspect 3, wherein the produced gas is brought into contact with the liquid (2) from which carbon dioxide has been separated, and with the liquid (3) from which carbon dioxide and dimethyl ether have been separated.

Aspekt 5Aspect 5

Et apparat for fremstilling av dimetyleter, som er tilveiebrakt med en reaktor hvor en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen underlegges en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste metanol som et biprodukt; en metanolrense apparat hvor renheten av den produserte metanol økes til minst 95 % basert på masse; og resirkuleringslinje hvor det rensede metanol returneres til reaktoren. An apparatus for the production of dimethyl ether, which is provided with a reactor in which a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen is subjected to a catalytic reaction to produce dimethyl ether and at the same time produce at least methanol as a by-product; a methanol purification apparatus where the purity of the produced methanol is increased to at least 95% based on mass; and recycling line where the purified methanol is returned to the reactor.

Aspekt 6Aspect 6

Et apparat for fremstilling av dimetyleter, som er tilveiebrakt med en reaktor hvor en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen underlegges en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste karbondioksid, metanol og vann som biprodukter; et metanolrenseapparat for å separere metanol fra væsken inneholdende metanol og vann oppnådd ved avkjøling av den produserte gass fra reaktoren; og en resirkuleringslinje hvor den separerte metanol returneres til reaktoren. An apparatus for the production of dimethyl ether, which is provided with a reactor in which a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen is subjected to a catalytic reaction to produce dimethyl ether and at the same time produce at least carbon dioxide, methanol and water as by-products; a methanol purifier for separating methanol from the liquid containing methanol and water obtained by cooling the produced gas from the reactor; and a recycling line where the separated methanol is returned to the reactor.

Aspekt 7Aspect 7

Apparat for fremstilling av dimetyleter, som er tilveiebrakt med en reaktor hvor en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen underlegges til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste karbondioksid, metanol og vann som biprodukter; et gassvæske apparat hvor det produserte gass fra reaktoren avkjøles for å separere en væske (1) inneholdende karbondioksid, dimetyleter, metanol og vann, og en gass inneholdende den ikke- reagerte gasskomponent; en CO2renseapparat hvor karbondioksid separeres fra den oppnådde væske (1); en DME renseapparat hvor dimetyleter separeres fra en væske (2) hvorfra karbondioksid er separert; et metanolrenseapparat hvor metanol separeres fra en væske (3) hvorfra karbondioksid og dimetyleter er separert; og en resirkuleringslinje hvor det separerte metanol returneres til reaktoren. Apparatus for the production of dimethyl ether, which is provided with a reactor in which a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen is subjected to a catalytic reaction to produce dimethyl ether and at the same time produce at least carbon dioxide, methanol and water as by-products; a gas-liquid apparatus where the produced gas from the reactor is cooled to separate a liquid (1) containing carbon dioxide, dimethyl ether, methanol and water, and a gas containing the unreacted gas component; a CO2 purifier where carbon dioxide is separated from the liquid obtained (1); a DME purifier where dimethyl ether is separated from a liquid (2) from which carbon dioxide is separated; a methanol purification apparatus where methanol is separated from a liquid (3) from which carbon dioxide and dimethyl ether are separated; and a recycling line where the separated methanol is returned to the reactor.

Aspekt 8Aspect 8

Apparat for fremstilling av dimetyleter i samsvar med aspekt 7, hvor, i gassvæske separasjonsapparatet, den produserte gass settes i forbindelse med væsken (2) hvorfra karbondioksid er separert ved hjelp av CO2- renseapparatet, og væsken (3) hvorfra dimetyleter er separert ved hjelp av DME-renseapparatet. Apparatus for the production of dimethyl ether in accordance with aspect 7, wherein, in the gas-liquid separation apparatus, the produced gas is brought into contact with the liquid (2) from which carbon dioxide is separated by means of the CO2 purification apparatus, and the liquid (3) from which dimethyl ether is separated by of the DME purifier.

Teknisk områdeTechnical area

Aspektet vedrører en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av dimetyleter, ved anvendelse av karbonmonoksid og hydrogen som hovedråmaterialer. The aspect relates to a method and an apparatus for the production of dimethyl ether, using carbon monoxide and hydrogen as the main raw materials.

BakgrunnsteknikkBackground technology

Som en teknikk for direkte fremstilling av dimetyleter (DME) fra en syntesegass som har karbonmonoksid og hydrogen som hovedråmaterialer, beskrives teknikk, hvor en rågass reageres ved å passere den gjennom en slurryreaktor hvor en katalysator med finfordelte partikler suspenderes i en høyt-kokende medium olje, for å syntetisere dimetyleter med et høyt utbytte (se for eksempel patentdokument 1). As a technique for the direct production of dimethyl ether (DME) from a synthesis gas which has carbon monoxide and hydrogen as main raw materials, a technique is described in which a raw gas is reacted by passing it through a slurry reactor where a catalyst with finely divided particles is suspended in a high-boiling medium oil , to synthesize dimethyl ether with a high yield (see, for example, patent document 1).

I fremgangsmåten for direkte syntese av dimetyleter fra karbonmonoksid og hydrogen, representeres tre typer reaksjoner med hver av følgende formler (1), (2) og (3), det vil si syntese av metanol produsert fra hydrogen og karbonmonoksid, syntese av dimetyleter produsert ved dehydreringsreaksjonen fra det syntetiserte metanol, og produksjon av hydrogen fra reaksjon av vann med karbonmonoksid som produseres gjennom syntese av dimetyleter som foregår samtidig, der hver av følgende formler tilfredsstilles: I summering av formlene (1) til (3), produseres dimetyleter og karbondioksid i like mengder fra hydrogen og karbonmonoksid, som representert med den følgende reaksjonsformel (4) In the method of direct synthesis of dimethyl ether from carbon monoxide and hydrogen, three types of reactions are represented by each of the following formulas (1), (2) and (3), that is, synthesis of methanol produced from hydrogen and carbon monoxide, synthesis of dimethyl ether produced by the dehydration reaction from the synthesized methanol, and the production of hydrogen from the reaction of water with carbon monoxide produced through the synthesis of dimethyl ether occurring simultaneously, where each of the following formulas is satisfied: In summation of the formulas (1) to (3), dimethyl ether and carbon dioxide are produced in equal amounts from hydrogen and carbon monoxide, as represented by the following reaction formula (4)

Reaksjonene i formlene (1) til (3) er likevektsreaksjoner, men i mange tilfeller, har den introduserte rågass ikke tilstrekkelig tid til å nå en likevekttilstand i reaktoren, og i en praktisk synteseprosess har de tre reaksjoner som beskrevet ovenfor ikke gått til en 100 % fullførelse. Således, reaksjonen av den totale formel (4) summert fra de tre reaksjoner som beskrevet ovenfor, går ikke til en 100 % fullførelse. Derfor, er der intet tilfelle hvor hydrogen og karbonmonoksid som råmaterialene ikke er 100 % omdannet i henhold til formel (4), og for utgangsgassen fra reaktoren produseres metanol og vann som er mellomreaksjonsproduktene som biprodukter, og likeledes DME og karbondioksid som reaksjonsprodukter. Videre, utgangsgassen fra reaktoren omfatter ikke- reagert hydrogen og karbonmonoksid. The reactions in the formulas (1) to (3) are equilibrium reactions, but in many cases, the introduced raw gas does not have sufficient time to reach an equilibrium state in the reactor, and in a practical synthesis process the three reactions described above have not gone to a 100 % completion. Thus, the reaction of the total formula (4) summed from the three reactions as described above does not go to 100% completion. Therefore, there is no case where hydrogen and carbon monoxide as the raw materials are not 100% converted according to formula (4), and for the output gas from the reactor, methanol and water are produced which are the intermediate reaction products as by-products, and likewise DME and carbon dioxide as reaction products. Furthermore, the exit gas from the reactor comprises unreacted hydrogen and carbon monoxide.

Konvensjonelt, etter at den produserte metanol er separert fra dimetyleter, renses metanolen som et produkt videre, eller avbrennes for deponering. Conventionally, after the produced methanol is separated from dimethyl ether, the methanol is further purified as a product, or incinerated for disposal.

Imidlertid, det var vanskelig å benytte metanolen produsert i en liten mengde kommersielt som produkter for dimetyleter fremstillingsanlegg konstruert på et produksjonssted for naturgass eller kull, og der har vært et behov for et øket utbytte av dimetyleter. However, it was difficult to use the methanol produced in a small amount commercially as products for dimethyl ether production facilities constructed at a natural gas or coal production site, and there has been a need for an increased yield of dimethyl ether.

Av denne grunn foreslo søker en fremgangsmåte for anvendelse av det produserte metanol effektivt, hvor væsken inneholdende, som hovedkomponenter, metanol og vann oppnådd ved avkjøling av utgangsgassen fra reaktoren, returneres til reaktoren, og således vil utbyttet av dimetyleter øke, se patentdokument 2. For this reason, the applicant proposed a method for using the produced methanol effectively, where the liquid containing, as main components, methanol and water obtained by cooling the output gas from the reactor, is returned to the reactor, and thus the yield of dimethyl ether will increase, see patent document 2.

Patentdokument 1: Japansk ikke gransket patentsøknad med publiseringsnummer No. 10-182528 Patent document 1: Japanese unexamined patent application with publication number No. 10-182528

Patentdokument 2: Japansk ikke gransket patentsøknad med publiseringsnummer No. 10-182529. Patent document 2: Japanese unexamined patent application with publication number No. 10-182529.

Beskrivelse av oppfinnelsenDescription of the invention

Problemer som må løses av oppfinnelsenProblems to be solved by the invention

Imidlertid, siden det er vanskelig å separere en væske inneholdende metanol som en hovedkomponent ved å regulere avkjølingstemperaturen, så vil en væske som oppnås ved avkjøling uunngåelig omfatte dimetyleter, vann og karbondioksid i tillegg til metanol. Tabell 3 representerer andelen av hver av komponentene, metanol (MeOH), dimetyleter (DME), vann (H2O) og karbondioksid (CO2) (relativ til hele mengden av gass før avkjøling) som bæres til gjenvinningsløsningen ved 5 MPaG og 30 °C. However, since it is difficult to separate a liquid containing methanol as a main component by regulating the cooling temperature, a liquid obtained by cooling will inevitably include dimethyl ether, water and carbon dioxide in addition to methanol. Table 3 represents the proportion of each of the components, methanol (MeOH), dimethyl ether (DME), water (H2O) and carbon dioxide (CO2) (relative to the entire amount of gas before cooling) carried to the recovery solution at 5 MPaG and 30 °C.

For dimetyleter, vil 20 til 30 % av den produserte mengde likvifiseres ved 30 °C. dimetyleter, karbondioksid og vann som reaksjonsprodukter inhiberer reaksjonen dersom de returneres til reaktoren som de er. I tilfellet hvor komponentene, andre enn metanol, separeres og kastes, tapes dimetyleter og karbondioksid (vann kan slippes ut av systemet). For dimethyl ether, 20 to 30% of the produced quantity will liquefy at 30 °C. dimethyl ether, carbon dioxide and water as reaction products inhibit the reaction if they are returned to the reactor as they are. In the case where the components other than methanol are separated and discarded, dimethyl ether and carbon dioxide are lost (water may be released from the system).

Videre, dersom vann inneholdt i væsken returneres til reaktoren så vil dette inhibere reaksjonen, og katalysatoren for dimetyletersyntese skades. Aspektet er rettet mot å løse problemene beskrevet ovenfor, og formålet med aspektet er således å tilveiebringe en fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, slik at det blir mulig å effektivt anvende metanol som et biprodukt og å øke utbytte av dimetyleter. Furthermore, if water contained in the liquid is returned to the reactor, this will inhibit the reaction, and the catalyst for dimethyl ether synthesis will be damaged. The aspect is aimed at solving the problems described above, and the purpose of the aspect is thus to provide a method for producing dimethyl ether, so that it becomes possible to effectively use methanol as a by-product and to increase the yield of dimethyl ether.

Midler for å løse problemeneMeans to solve the problems

For å løse disse problemene, er oppfinnelsen gitt i aspekt 1 en fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, som fatter introdusering av en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen inn i en reaktor, og underlegge rågassen til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste metanol som et biprodukt, hvor renheten av den produserte metanol økes til minst 95 % basert på masse, og hvor metanolet som øket renhet returneres til reaktoren. In order to solve these problems, the invention is provided in aspect 1 a method for producing dimethyl ether, which comprises introducing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen into a reactor, and subjecting the raw gas to a catalytic reaction to produce dimethyl ether and simultaneously producing in it least methanol as a by-product, where the purity of the produced methanol is increased to at least 95% based on mass, and where the methanol as increased purity is returned to the reactor.

Aspektet i aspekt 2 er en fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, som omfatter introdusering av en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen inn i en reaktor, og underlegge rågassen en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste metanol og vann som biprodukter, hvor metanolen separeres fra en væske inneholdende metanol og vann oppnådd ved avkjøling av den produserte gass fra reaktoren, og hvor det separerte metanol returneres til reaktoren. The aspect of aspect 2 is a method for producing dimethyl ether, which comprises introducing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen into a reactor, and subjecting the raw gas to a catalytic reaction to produce dimethyl ether while simultaneously producing at least methanol and water as by-products, wherein the methanol is separated from a liquid containing methanol and water obtained by cooling the produced gas from the reactor, and where the separated methanol is returned to the reactor.

Aspektet i aspekt 3 er en fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, omfattende introdusering av en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen inn i en reaktor og underlegge rågassen til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste karbondioksid, metanol og vann som biprodukter, hvor den produserte gass fra reaktoren avkjøles for å separere en væske (1) inneholdende dimetyleter, karbondioksid, metanol og vann og en gass inneholdende den ikke- reagerte gasskomponent, hvor karbondioksid separeres fra den oppnådde væske (1) dimetyleter separeres fra en væske (2) hvorfra karbondioksid er separert, metanol separeres fra en væske (3) hvorfra karbondioksid og dimetyleter er separert, og det separerte metanol returneres til reaktoren. The aspect of aspect 3 is a method of producing dimethyl ether, comprising introducing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen into a reactor and subjecting the raw gas to a catalytic reaction to produce dimethyl ether while producing at least carbon dioxide, methanol and water as by-products, where the produced gas from the reactor is cooled to separate a liquid (1) containing dimethyl ether, carbon dioxide, methanol and water and a gas containing the unreacted gas component, where carbon dioxide is separated from the obtained liquid (1) dimethyl ether is separated from a liquid (2 ) from which carbon dioxide is separated, methanol is separated from a liquid (3) from which carbon dioxide and dimethyl ether are separated, and the separated methanol is returned to the reactor.

Aspektet ifølge aspekt 4, er en fremgangsmåte for fremstilling av dimetyleter i samsvar med aspekt 3, hvor den produserte gass settes i forbindelse med væsken (2) hvorfra karbondioksid er separert, og med væsken (3) hvorfra karbondioksid og dimetyleter er separert. The aspect according to aspect 4, is a method for producing dimethyl ether in accordance with aspect 3, where the produced gas is put in connection with the liquid (2) from which carbon dioxide is separated, and with the liquid (3) from which carbon dioxide and dimethyl ether are separated.

Aspektet i aspekt 5, er et apparat for fremstilling av dimetyleter, som er tilveiebrakt med en reaktor hvor en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen underlegges en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig produsere i det minste metanol som et biprodukt; en metanolrense apparat hvor renheten av den produserte metanol økes til minst 95 % basert på masse; og en resirkuleringslinje hvor det rensete metanol returneres til reaktoren. The aspect in aspect 5 is an apparatus for the production of dimethyl ether, which is provided with a reactor in which a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen is subjected to a catalytic reaction to produce dimethyl ether and at the same time produce at least methanol as a by-product; a methanol purification apparatus where the purity of the produced methanol is increased to at least 95% based on mass; and a recycling line where the purified methanol is returned to the reactor.

Aspektet i aspekt 6 er et apparat for fremstilling av dimetyleter, som er tilveiebrakt med en reaktor hvor en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen underlegges til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig for å produsere i det minste karbondioksid, metanol og vann som biprodukter; et metanolrenseapparat for å separere metanol fra væsken inneholdende metanol og vann oppnådd ved avkjøling av den produserte gass fra reaktoren; og en resirkuleringslinje hvor det separerte metanol returneres til reaktoren. The aspect in aspect 6 is an apparatus for the production of dimethyl ether, which is provided with a reactor in which a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen is subjected to a catalytic reaction to produce dimethyl ether and at the same time to produce at least carbon dioxide, methanol and water as by-products; a methanol purifier for separating methanol from the liquid containing methanol and water obtained by cooling the produced gas from the reactor; and a recycling line where the separated methanol is returned to the reactor.

Aspektet i aspekt 7 er et apparat for fremstille dimetyleter, som er tilveiebrakt med en reaktor hvor en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen underlegges til en katalytisk reaksjon for å produsere dimetyleter og samtidig å produsere i det minste karbondioksid, metanol og vann som biprodukter; et gassvæske separeringsapparat hvor det produserte gass fra reaktoren avkjøles for å separere en væske (1) inneholdende karbondioksid, dimetyleter, metanol og vann, og en gass inneholdende den ikke- reagerte gasskomponent; et CO2renseapparat hvor karbondioksid separeres fra den oppnådde væske (1); et DME renseapparat hvor dimetyleter separeres fra en væske (2) hvorfra karbondioksid er separert; et metanolrenseapparat hvor metanolen separeres fra en væske (3) hvorfra karbondioksid og dimetyleter er separert; og en resirkuleringslinje hvor det separerte metanol returneres til reaktoren. The aspect in aspect 7 is an apparatus for producing dimethyl ether, which is provided with a reactor in which a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen is subjected to a catalytic reaction to produce dimethyl ether and at the same time to produce at least carbon dioxide, methanol and water as by-products; a gas-liquid separation apparatus where the produced gas from the reactor is cooled to separate a liquid (1) containing carbon dioxide, dimethyl ether, methanol and water, and a gas containing the unreacted gas component; a CO2 purification device where carbon dioxide is separated from the obtained liquid (1); a DME purifier where dimethyl ether is separated from a liquid (2) from which carbon dioxide is separated; a methanol purification apparatus where the methanol is separated from a liquid (3) from which carbon dioxide and dimethyl ether are separated; and a recycling line where the separated methanol is returned to the reactor.

Aspektet i aspekt 8 er apparatet for fremstilling av dimetyleter i samsvar med aspekt 7, hvori den produserte gass i gassvæskesepareringsapparatet settes i forbindelse med væsken (2) hvorfra karbondioksid er separert ved hjelp av CO2- renseapparatet, og væsken (3) hvorfra dimetyleter er separert ved hjelp av DME- renseapparatet. The aspect in aspect 8 is the apparatus for the production of dimethyl ether in accordance with aspect 7, in which the produced gas in the gas-liquid separation apparatus is brought into contact with the liquid (2) from which carbon dioxide is separated by means of the CO2 purification apparatus, and the liquid (3) from which dimethyl ether is separated using the DME cleaning device.

Effekter av aspektetEffects of the aspect

I samsvar med aspektet er det mulig å anvende metanol som et biprodukt effektivt og for å øke utbytte av dimetyleter. I tillegg, dimetyleter, karbondioksid og vann som reaksjonsprodukter inhiberer ikke reaksjonen på grunn av at tendensen til at de returneres til reaktoren avtar. In accordance with the aspect, it is possible to use methanol as a by-product efficiently and to increase the yield of dimethyl ether. In addition, dimethyl ether, carbon dioxide and water as reaction products do not inhibit the reaction because their tendency to return to the reactor decreases.

Videre, i samsvar med oppfinnelsen i aspekt 4 eller 8, er det mulig å øke utbyttet av dimetyleter og karbondioksid. Furthermore, according to the invention in aspect 4 or 8, it is possible to increase the yield of dimethyl ether and carbon dioxide.

Beste modus for utførelse av aspektetBest mode for performing the aspect

Aspektet vil heretter bli beskrevet med henvisning til figurene. Fig. 10 viser en utførelse (et flytdiagram) av et apparat for fremstilling av dimetyleter (heretter benevnt som DME) ifølge oppfinnelsen. I fig. 10 er (1) en omdanner for å danne en karbonmonoksidgass (heretter benevnt som CO) og en hydrogengass (heretter benevnt som hb) fra en naturgass, og (2) er en DME syntesereaktor for å produsere dimetyleter fra en rågass inneholdende CO og hb. Fra en væske oppnådd ved avkjøling av utgangsreaksjonsgassen fra reaktoren (2), blir karbondioksid (heretter benevnt som CO2), DME og metanol (heretter benevnt som MeOH) som er sekvensvis separert og renset i de tre separasjonskolonner [(3), (4) og (5)], separert og renset. Den rensete MeOH returneres til reaktoren (2) gjennom resirkuleringslinjen (6). The aspect will now be described with reference to the figures. Fig. 10 shows an embodiment (a flow diagram) of an apparatus for the production of dimethyl ether (hereinafter referred to as DME) according to the invention. In fig. 10 is (1) a converter for forming a carbon monoxide gas (hereinafter referred to as CO) and a hydrogen gas (hereinafter referred to as hb) from a natural gas, and (2) is a DME synthesis reactor for producing dimethyl ether from a raw gas containing CO and hb . From a liquid obtained by cooling the output reaction gas from the reactor (2), carbon dioxide (hereinafter referred to as CO2), DME and methanol (hereinafter referred to as MeOH) are sequentially separated and purified in the three separation columns [(3), (4) and (5)], separated and purified. The purified MeOH is returned to the reactor (2) through the recycling line (6).

Apparatet vil heretter bli forklart sammen med en flyt som fører til gjenvinnelse av det rensete og separerte DME, som passeres fra omdanneren (1) gjennom reaktoren (2). The apparatus will now be explained together with a flow leading to the recovery of the purified and separated DME, which is passed from the converter (1) through the reactor (2).

En naturgass reagerer med CO2, O2og damp i omdanneren (1) for å produsere et omdannet reaksjonsprodukt. Det omdannede reaksjonsprodukt avkjøles og dehydreres oppstrøms for en syntesegasskomprimerer (7) (ikke vist i figuren), og omdanningsproduktet strømmer ut av syntesegass-komprimereren (7) dekarboneres i CO2gjenvinningskolonne (8). A natural gas reacts with CO2, O2 and steam in the converter (1) to produce a converted reaction product. The converted reaction product is cooled and dehydrated upstream of a synthesis gas compressor (7) (not shown in the figure), and the conversion product flowing out of the synthesis gas compressor (7) is decarbonated in the CO2 recovery column (8).

Syntesegassen produsert i omdanneren (1) dehydreres og dekarboneres for å gi en rågass for DME syntese (en tilskuddsgass for DME syntese). Deretter, tilskuddsgassen for DME syntese blandes med en resirkulerende gass bestående hovedsakelig av den ikke- reagerte gass (CO og H2) som flyter gjennom resirkuleringsgasslinjen (10), og MeOH flyter gjennom resirkuleringsgasslinjen (6), til å bli en rågass for DME. The synthesis gas produced in the converter (1) is dehydrated and decarbonised to give a raw gas for DME synthesis (a supplementary gas for DME synthesis). Then, the feed gas for DME synthesis is mixed with a recycle gas consisting mainly of the non-reacted gas (CO and H2) flowing through the recycle gas line (10), and MeOH flowing through the recycle gas line (6), to become a raw gas for DME.

Rågassen mates fra bunnen av reaktoren (2). I reaktoren (2) underlegges råmaterialene en katalytisk reaksjon slik at DME syntesereaksjonen løper. Medium olje som flyter ut av reaktoren gjenvinnes og returneres til reaktoren (2) med pumpen (11). The raw gas is fed from the bottom of the reactor (2). In the reactor (2), the raw materials are subjected to a catalytic reaction so that the DME synthesis reaction runs. Medium oil that flows out of the reactor is recovered and returned to the reactor (2) with the pump (11).

Heretter vil reaktoren (2) bli beskrevet i detalj. Type reaktor (2) kan være enhver type fastbed reaktor, fluidisert bedreaktor og slurrybedreaktor. Spesielt er slurrybedreaktor foretrukket av den grunn at temperaturen på innsiden av reaktoren er homogen og mengden biprodukter er lav. Hereafter, the reactor (2) will be described in detail. The type of reactor (2) can be any type of fixed bed reactor, fluidized bed reactor and slurry bed reactor. In particular, slurry bed reactors are preferred for the reason that the temperature inside the reactor is homogeneous and the amount of by-products is low.

Som katalysator anvendes en katalysator for metanolsyntese og metanoldehydrering for DME syntese ved å utføre hver av reaksjonene (1) til (3), og hensiktsmessig en vandig skiftreaksjonskatalysator tilsettes. Katalysatorer som har slike funksjoner anvendes i egnete kombinasjoner derav som hensiktsmessig. As a catalyst, a catalyst is used for methanol synthesis and methanol dehydration for DME synthesis by carrying out each of the reactions (1) to (3), and appropriately an aqueous shift reaction catalyst is added. Catalysts which have such functions are used in suitable combinations thereof as appropriate.

Som en metanolsyntesekatalysator kan der anvendes kobberoksid- sinkoksid, sinkoksid- kromoksid, kobberoksid- sinkoksid/ kromoksid, kobberoksid-sinkoksid/ aluminium, etc. som generelt anvendes innen industrien. Som en metanoldehydreringskatalysator kan det anvendes aluminium, silica, silica aluminium, zeolitt, etc. som er en syrebasekatalysator. Som en metalloksid-komponent av zeolitt kan det her anvendes oksider av alkaliemetall, så som natrium og kalium, oksider av alkaliske jordmetaller så som kalsium og magnesium. Videre, siden metanolsyntesekatalysatoren har sterk skift-katalytisk aktivitet, kan katalysatoren også fungere som en vanngass skiftkatalysator. Siden slike katalysatorer har kombinasjon av metanolsyntesekatalysator og vanngass skiftkatalysator, kan det anvendes en aluminium-støttet kobberoksidkatalysator. Blandingsforholdet av de tre typer katalysator som beskrevet ovenfor er ikke spesielt begrenset, men det kan hensiktsmessig selekteres avhengig av typen av hver komponent eller reaksjonsbetingelsene. Imidlertid, i termer av forhold basert på vekt, blandes generelt cirka 0,1 til 5, fortrinnsvis cirka 0,2 til 2 av metanol dehydreringskatalysatoren, og cirka 0,2 til 5, fortrinnsvis cirka 0,5 til 3 av vanngass skiftkatalysatoren, relativt til metanolsyntese katalysatoren. Dersom metanolsyntesekatalysatoren og vanngass skiftkatalysatoren er identiske materialer og metanolsyntese katalysatoren fungerer også som vanngass skiftkatalysator, så er mengden av metanolsyntesekatalysator som kan anvendes summen av begge katalysatorer. As a methanol synthesis catalyst, copper oxide-zinc oxide, zinc oxide-chromium oxide, copper oxide-zinc oxide/chromium oxide, copper oxide-zinc oxide/aluminium, etc., which are generally used in industry, can be used. As a methanol dehydration catalyst, aluminum, silica, silica aluminum, zeolite, etc., which is an acid-base catalyst, can be used. As a metal oxide component of zeolite, oxides of alkali metals such as sodium and potassium, oxides of alkaline earth metals such as calcium and magnesium can be used here. Furthermore, since the methanol synthesis catalyst has strong shift catalytic activity, the catalyst can also function as a water gas shift catalyst. Since such catalysts have a combination of methanol synthesis catalyst and water gas shift catalyst, an aluminium-supported copper oxide catalyst can be used. The mixing ratio of the three types of catalyst as described above is not particularly limited, but it can be appropriately selected depending on the type of each component or the reaction conditions. However, in terms of proportions based on weight, generally about 0.1 to 5, preferably about 0.2 to 2 of the methanol dehydration catalyst, and about 0.2 to 5, preferably about 0.5 to 3 of the water gas shift catalyst, are mixed relative to the methanol synthesis catalyst. If the methanol synthesis catalyst and the water gas shift catalyst are identical materials and the methanol synthesis catalyst also functions as a water gas shift catalyst, then the amount of methanol synthesis catalyst that can be used is the sum of both catalysts.

Som katalysatorform i tilfellet ved anvendelse av en slurrybedreaktor, benyttes en katalysator som har pulverisert opp til midlet partikkelstørrelse på 300 um eller mindre, fortrinnvis 1 til 200 um, mer fortrinnsvis 10 til 150 um. For å anvende katalysatoren mer effektivt benyttes en katalysator som har partikkel-størrelser som beskrevet ovenfor, som oppnås ved kompaktering, forming og deretter repulverisering av det blandede pulverprodukt. As catalyst form in the case of using a slurry bed reactor, a catalyst that has been pulverized to an average particle size of 300 µm or less, preferably 1 to 200 µm, more preferably 10 to 150 µm, is used. In order to use the catalyst more effectively, a catalyst is used which has particle sizes as described above, which are obtained by compacting, shaping and then repulverizing the mixed powder product.

En medium olje i slurrybedreaktoren bør være en som opprettholder en stabil væsketilstand under reaksjonsbetingelsene. For eksempel alifatiske, aromatiske og alicykliske hydrokarboner, alkoholer, etere, estere, ketoner, halider eller en blanding derav kan anvendes. Selv om mengden av katalysatoren i et løsemiddel er hensiktsmessig valgt avhengig av typen løsemiddel og reaksjonsbetingelsene, men det er generelt foretrukket av mengden er cirka 1 til 50 vekt%, i forhold til løsemiddel. A medium oil in the slurry bed reactor should be one that maintains a stable liquid state under the reaction conditions. For example, aliphatic, aromatic and alicyclic hydrocarbons, alcohols, ethers, esters, ketones, halides or a mixture thereof can be used. Although the amount of the catalyst in a solvent is appropriately selected depending on the type of solvent and the reaction conditions, but it is generally preferred that the amount is approximately 1 to 50% by weight, relative to the solvent.

Som reaksjonsbetingelse i slurrybedreaktoren er reaksjonstemperaturen fortrinnsvis i området 150 til 400 °C, spesielt foretrukket i området 250 til 250 °C. Dersom reaksjonstemperaturen er under 150 °C eller over 400 °C, er CO-omdanningen i rågassen lav. Reaksjonstrykket er fortrinnsvis i området 10 til 300 kg/ cm<2>G, spesielt foretrukket i området 20 til 70 kg/ cm<2>G. Dersom reaksjonstrykket er under 10 kg/ cm<2>G, er CO- omdanningen lav, og dersom reaksjonstrykket er over 300 kg/ cm<2>G, er en bestemt reaktor nødvendig, og likeledes en stor mengde energi er nødvendig for å øke trykket, og dette er uøkonomisk. Rom-hastigheten (materaten av rågassen under standard tilstand, per kg katalysator) er foretrukket 100 til 50000 N1/ kgt, spesielt foretrukket 500 til 7500 N1/ kg t. Dersom rom-hastigheten er over 50000 N1/ kg t, er CO- omdanningen lav, og dersom rom-hastigheten er under 100 N1/ kg t er ekstremt stor reaktor volum nødvendig, og dette er uøkonomisk. As a reaction condition in the slurry bed reactor, the reaction temperature is preferably in the range 150 to 400 °C, particularly preferred in the range 250 to 250 °C. If the reaction temperature is below 150 °C or above 400 °C, the CO conversion in the raw gas is low. The reaction pressure is preferably in the range 10 to 300 kg/cm<2>G, particularly preferred in the range 20 to 70 kg/cm<2>G. If the reaction pressure is below 10 kg/ cm<2>G, the CO conversion is low, and if the reaction pressure is above 300 kg/ cm<2>G, a specific reactor is needed, and likewise a large amount of energy is needed to increase the pressure, and this is uneconomical. The room rate (feed rate of the raw gas under standard conditions, per kg of catalyst) is preferably 100 to 50,000 N1/ kg h, particularly preferably 500 to 7,500 N1/ kg h. If the room rate is above 50,000 N1/ kg h, the CO conversion is low, and if the space velocity is below 100 N1/kg t, an extremely large reactor volume is required, and this is uneconomical.

Reaksjonsgassen oppnådd i reaktor 2 inkluderer DME og CO2som reaksjonsprodukter, CH3OH og H2O som reaksjonsmellomprodukter, det ikke-reagerte H2og CO, urenhetene inneholdt i rågassen, og lignende. Sammensetningen av komponentene av rågassen er som følger: generelt, DME: 3 til 25 %, CO2: 3 til 25 %, CO: 20 til 50 %, H2: 20 til 50 %, CH3OH: 0,5 til 3 %, H20: 0,1 til 0,5 %, og andre: cirka 5 % eller mindre. The reaction gas obtained in reactor 2 includes DME and CO2 as reaction products, CH3OH and H2O as reaction intermediates, the unreacted H2 and CO, the impurities contained in the raw gas, and the like. The composition of the components of the raw gas is as follows: generally, DME: 3 to 25%, CO2: 3 to 25%, CO: 20 to 50%, H2: 20 to 50%, CH3OH: 0.5 to 3%, H20: 0.1 to 0.5%, and others: about 5% or less.

Deretter avkjøles gassen produsert fra reaktor 2 ved hjelp av en varmeutbytter 12, og separeres til væske (1) inneholdende DME, CO2, MeOH og H2O og gass inneholdende de ikke- reagerte gasskomponenter ved hjelp av en gassvæskeseparator 13. Varmeutbytteren 12 og gassvæskesseparatoren 13 utgjør et gassvæskeseparasjonsapparat. Med slik avkjøling kondenseres væsken (1) som inneholder DME, MeOH og H2O, og CO2oppløses i det kondenserte DME. Hensiktsmessig er avkjølingstemperaturen cirka -10 °C til - 60 °C, fortrinnsvis cirka -40 °C til -50 °C, og samtidig er trykket cirka 1 til 30 MPa, fortrinnsvis cirka 1,5 til 15 MPa. The gas produced from reactor 2 is then cooled using a heat exchanger 12, and separated into liquid (1) containing DME, CO2, MeOH and H2O and gas containing the unreacted gas components using a gas-liquid separator 13. The heat exchanger 12 and the gas-liquid separator 13 form a gas-liquid separation apparatus. With such cooling, the liquid (1) containing DME, MeOH and H2O is condensed, and CO2 is dissolved in the condensed DME. Appropriately, the cooling temperature is approximately -10 °C to -60 °C, preferably approximately -40 °C to -50 °C, and at the same time the pressure is approximately 1 to 30 MPa, preferably approximately 1.5 to 15 MPa.

Fig. 11 representerer et detaljert kart over gassvæskeseparatoren 13. Gassvæskeseparatoren 13 er forbundet med utgangssiden av varmeutbytter 12 som er en kondensator. To sjikt omfatter pakkematerialene 14, 14 så som Rasking ring plasseres på innsiden av gassvæskeseparatoren 13, og et løsningsreservoar plasseres i den nedre del. Dyser plasseres i det øvre rom av hvert sjikt av pakningsmaterialene 14, 14 for å spraye omtrent uniformt på toppoverflaten av pakkingsmaterialsjiktene. En inngang av den produserte gass som avkjøles i varmeutbytteren, etableres i rommet mellom løsnings-reservoaret i gassvæskeseparatoren 13 og den lavere del av pakkings-materialsjiktet 14; og en utgang av væskefase inneholdende DME, CO2og MeOH, og en utgang av gassfase inneholdende den ikke-reagerte gass tilveiebringes ved den nedre del og den øvre del respektivt. En metanolmater rørledning er forbundet til dysene i rommet over øverste del av paknings-materialsjiktet 14, og en DME materørledning er forbundet til dysene i rommet over nedre del av pakningsmaterialsjikt 14. Fig. 11 represents a detailed map of the gas-liquid separator 13. The gas-liquid separator 13 is connected to the output side of heat exchanger 12 which is a condenser. Two layers comprise the packing materials 14, 14 such as the Rasking ring is placed on the inside of the gas-liquid separator 13, and a solution reservoir is placed in the lower part. Nozzles are placed in the upper space of each layer of packing materials 14, 14 to spray approximately uniformly on the top surface of the packing material layers. An input of the produced gas that is cooled in the heat exchanger is established in the space between the solution reservoir in the gas-liquid separator 13 and the lower part of the packing material layer 14; and a liquid phase outlet containing DME, CO2 and MeOH, and a gas phase outlet containing the unreacted gas are provided at the lower part and the upper part respectively. A methanol feeder pipeline is connected to the nozzles in the space above the upper part of the packing material layer 14, and a DME feed pipeline is connected to the nozzles in the space above the lower part of the packing material layer 14.

Fra dysene i gassvæskeseparatoren 13 sprayes en bunnvæske av CO2separasjonskolonnen 3 som beskrevet senere (en væske 2, det vil si råform av DME, hvorfra CO2er separert ved hjelp av CO2separasjonskolonnen), og en bunnvæske av DME separasjonskolonnen 4 som beskrevet senere (en væske 3, som er råformen MeOH, fra DME er separert ved hjelp av DME separer-ingskolonnene), og de absorberte væsker settes i forbindelse med den produserte gass. Ubehandlet DME og ubehandlet MeOH kan mates ved ethvert tidspunkt etter eller før kondenseringen av DME i den produserte gass, men det er mer effektivt for disse å forsynes slik at de settes i forbindelse med den produserte gass etter kondenseringen, det vil si gassfasen som inneholder den ikke-reagerte gass. Både DME og MeOH kan mates før og etter, eller de kan mates samtidig. Videre, de kan blandes preliminært og deretter mates. Imidlertid, i tilfellet hvor den produserte gass etter kondenseringen av DME behandles ved anvendelse av absorbsjonskolonnen som vist i fig. 11, er det foretrukket å sette denne i forbindelse med DME, og deretter MeOH for å reduseres DME-konsentrasjonen i utslippsgassen. From the nozzles in the gas-liquid separator 13, a bottom liquid of the CO2 separation column 3 is sprayed as described later (a liquid 2, i.e. raw form of DME, from which CO2 is separated by means of the CO2 separation column), and a bottom liquid of the DME separation column 4 as described later (a liquid 3, which is the raw form MeOH, from DME is separated using the DME separation columns), and the absorbed liquids are combined with the produced gas. Raw DME and raw MeOH can be fed at any time after or before the condensation of the DME in the produced gas, but it is more efficient for these to be supplied so that they are brought into contact with the produced gas after the condensation, i.e. the gas phase containing it unreacted gas. Both DME and MeOH can be fed before and after, or they can be fed simultaneously. Furthermore, they can be preliminarily mixed and then fed. However, in the case where the produced gas after the condensation of DME is treated using the absorption column as shown in fig. 11, it is preferred to combine this with DME, and then MeOH in order to reduce the DME concentration in the discharge gas.

Bunnvæsken (ubehandlet DME) i CO2separasjonskolonnen og bunnvæsken (ubehandlet MeOH) i DME separasjonskolonnen settes i forbindelse med gassen i gassvæskeseparatoren 13, for således å øke gjenvinningsraten av CO2og DME. For å redusere DME- konsentrasjonen i gassen som resirkuleres inn i reaktoren 2, så trengs MeOH som ikke inneholder CO2og DME. Siden nærvær av DME- separasjonskolonnene 4 muliggjør mating av MeOH- absorbsjonsvæske og mating av MeOH som ikke inneholder CO2og DME inn i reaktoren, som fører til økning i mengden av gjenvunnet og produsert DME. The bottom liquid (untreated DME) in the CO2 separation column and the bottom liquid (untreated MeOH) in the DME separation column are combined with the gas in the gas-liquid separator 13, thus increasing the recovery rate of CO2 and DME. To reduce the DME concentration in the gas that is recycled into reactor 2, MeOH is needed which does not contain CO2 and DME. Since the presence of the DME separation columns 4 enables the feeding of MeOH absorption liquid and the feeding of MeOH that does not contain CO2 and DME into the reactor, which leads to an increase in the amount of recovered and produced DME.

Gassen som omfatter en ikke-reagert gass inneholdende den separerte CO og H2som hovedkomponenter og en gass inneholdende spormengder av uren gass, resirkuleres som gass. Det meste av gassen passerer gjennom en resirkuleringsgasslinje 10 og blandes med tilsetningsgass for DME- syntese. Således, den blandede rågass mates fra bunnen av reaktor 2. The gas, which comprises an unreacted gas containing the separated CO and H2 as main components and a gas containing trace amounts of impure gas, is recycled as gas. Most of the gas passes through a recycle gas line 10 and is mixed with make-up gas for DME synthesis. Thus, the mixed raw gas is fed from the bottom of reactor 2.

Væsken (1) som inneholder MeOH, H2O, CO2og DME som hovedkomponenter introduseres inn i CO2separasjonskolonne 3 (CO2renseapparat), for, først, å separere CO2. I CO2separasjonskolonnen 3 separeres CO2og renses, for eksempel ved destillasjon. The liquid (1) containing MeOH, H2O, CO2 and DME as main components is introduced into the CO2 separation column 3 (CO2 purifier), to, first, separate the CO2. In the CO2 separation column 3, CO2 is separated and purified, for example by distillation.

I CO2separasjonskolonnen 3, separeres væsken (2) hvorfra CO2er separert, og introduseres til DME-separasjonskolonnen 4 (DME renseapparat) for å separere DME. I DME separasjonskolonnen 4 separeres DME og renses, for eksempel ved destillasjon. DME av høy renhet etter rensing passerer gjennom DME-linjen, og gjenvinnes som produkt. In the CO2 separation column 3, the liquid (2) from which CO2 is separated is separated and introduced to the DME separation column 4 (DME purifier) to separate DME. In the DME separation column 4, the DME is separated and purified, for example by distillation. High purity DME after purification passes through the DME line and is recovered as product.

Væsken (3) hvorfra CO2og DME er separert, omfatter MeOH og H2O som hovedkomponenter. Denne væske introduseres inn i metanolseparasjons-kolonnen 5 (metanolrenseapparatet) for å separere MeOH. I metanol- separeringskolonnen 5, separeres og renses MeOH som har en høy renhet av 96% basert på masse, eller mer, for eksempel ved destillasjon. Det separerte MeOH av høy renhet passerer gjennom resirkulasjonslinjen 6, og introduseres til tilsatsgassen for DME-syntese og evaporeres. Således, rågassen hvorved MeOH blandes mates fra den nedre del av reaktoren 2. The liquid (3) from which CO2 and DME are separated comprises MeOH and H2O as main components. This liquid is introduced into the methanol separation column 5 (the methanol purifier) to separate MeOH. In the methanol separation column 5, MeOH which has a high purity of 96% based on mass, or more, is separated and purified, for example by distillation. The separated high purity MeOH passes through the recirculation line 6, and is introduced to the make-up gas for DME synthesis and evaporated. Thus, the raw gas with which the MeOH is mixed is fed from the lower part of the reactor 2.

I samsvar med foreliggende utførelser, siden MeOH renses og H2O ikke introduseres inn i reaktoren 2, så skades katalysatoren ikke. Videre, siden H2O, CO2og DME ikke introduseres inn i reaktoren så er der en fordel at DME-produksjonsreaksjonen ikke inhiberes. I tillegg, det oppnås en effektiv prosess, hvor ubehandlet MeOH (3) resirkuleres inn i gassvæskeseparatoren 13, MeOH av høy renhet introduseres inn i reaktoren, og MeOH slippes ikke ut av systemet. In accordance with the present embodiments, since the MeOH is purified and H 2 O is not introduced into the reactor 2, the catalyst is not damaged. Furthermore, since H2O, CO2 and DME are not introduced into the reactor, there is an advantage that the DME production reaction is not inhibited. In addition, an efficient process is achieved where untreated MeOH (3) is recycled into the gas-liquid separator 13, high purity MeOH is introduced into the reactor, and MeOH is not discharged from the system.

Eksempler.Examples.

Fig. 12 representerer et eksperimentapparat for å bestemme forbrenningen av produktet idet MeOH returneres til reaktoren. Eksperimentapparatet er i en skala mindre enn det praktiske apparat for fremstilling av DME. Fig. 12 represents an experimental apparatus for determining the combustion of the product as MeOH is returned to the reactor. The experimental apparatus is on a smaller scale than the practical apparatus for producing DME.

Inn i reaktoren mates, CO og H2som en rågass. Slurryen på innsiden av reaktoren består av 388 g katalysator og 1552 g av en medium olje som vist i følgende Tabell 4. CO and H2 are fed into the reactor as a raw gas. The slurry inside the reactor consists of 388 g of catalyst and 1552 g of a medium oil as shown in the following Table 4.

Reaksjonsbetingelsene i reaktoren 2 er slik at temperaturen er 260°C og trykket er 5 MpaG, som vist i påfølgende tabell 5. The reaction conditions in reactor 2 are such that the temperature is 260°C and the pressure is 5 MpaG, as shown in subsequent table 5.

Den produserte gass fra reaktoren avkjøles ved 30°C i varmeutbytteren, og separeres i væske inneholdende MeOH og H2O som hovedkomponenter, og gass inneholdende de ureagerte gasskomponenter, CO2 og DME i gassvæskeseparatoren. Væsken som gjenvinnes i gassvæskeseparatoren ble utslippet gjennom reduksjonsventil, og volatilisert CO2og DME under normalt trykk for å oppnå MeOH og H2som væske. For gass som ble produsert under redusert trykk var gjennomstrømningsraten målt ved midler av et gassmeter og deretter blir sammensetningen analysert ved hjelp av gasskromatograf. For den oppnådde væske, vekten blir målt, og deretter ble sammensetningen analysert ved hjelp av en gasskromatograf. For gassen separert i gassvæskeseparatoren ble gjennomstrømningsraten målt ved hjelp av et gassmeter, og deretter ble sammensetningen analysert ved hjelp av en gasskromatograf. I dette eksperiment, mengden korresponderende til total mengde MeOH inneholdt i gassen og væsken oppnådd fra gassvæskeseparatoren returneres inn i reaktoren. Her ble rågassen prevarmet til 110°C, og MeOH ble prevarmet ved 120°C. The produced gas from the reactor is cooled at 30°C in the heat exchanger, and separated into liquid containing MeOH and H2O as main components, and gas containing the unreacted gas components, CO2 and DME in the gas-liquid separator. The liquid recovered in the gas-liquid separator was discharged through a reduction valve, and volatilized CO2 and DME under normal pressure to obtain MeOH and H2 as liquid. For gas that was produced under reduced pressure, the flow rate was measured by means of a gas meter and then the composition is analyzed using a gas chromatograph. For the liquid obtained, the weight is measured, and then the composition was analyzed using a gas chromatograph. For the gas separated in the gas-liquid separator, the flow rate was measured using a gas meter, and then the composition was analyzed using a gas chromatograph. In this experiment, the amount corresponding to the total amount of MeOH contained in the gas and liquid obtained from the gas-liquid separator is returned into the reactor. Here the raw gas was preheated to 110°C, and the MeOH was preheated at 120°C.

I dette eksperimentelle oppsett ble MeOH som sprayes inn i rågassen fullstendig evaporert. In this experimental setup, the MeOH sprayed into the raw gas was completely evaporated.

Videre, gjennomstrømningsratene av CO og H2matet inn i reaktoren som rågass, er ca. 18 NL/min. hver. Således, siden mengden av produktet ikke er tilstrekkelig for stabil operasjon i destillasjonskolonnen, så tilveiebringes ingen destillasjonskolonne. Furthermore, the flow rates of CO and H2 fed into the reactor as raw gas are approx. 18 NL/min. each. Thus, since the amount of product is not sufficient for stable operation in the distillation column, no distillation column is provided.

Tabell 6 sammenligner sammensetningen av produktene oppnådd i tilfellet hvor MeOH ikke introduseres inn i reaktoren (sammenlignende eksempler) og i tilfellet hvor MeOH introduseres til reaktoren (eksempler). Gjennomstrømningsratene av H2 og CO som råmaterialer ble målt med masseflytmetre. MeOH ble omdannet til gassflyterate fra vekthastighet av MeOH injisert med en mikropumpe. Produktet ble oppnådd fra resultatene av gasstrømningsrate og analysene av gasskromatografi, og resultatene av målingene for den gjenvunnete væskevekt og analyse av gasskromato-grammet. En "MeOH-konsentrasjon i den gjenvunnete væske undervann-avkjøling" er MeOH-konsentrasjonen som er oppnådd ved avkjøling av den produserte gass til 30°C for å gjenvinne væsken, volatisere DME og CO2 fra den gjenvunnete væske under normalt trykk, og deretter analysere det resterende H20 og MeOH med gasskromatograf. 20 til 25% av produsert DME oppløse også i den gjenvunnete væske. Table 6 compares the composition of the products obtained in the case where MeOH is not introduced into the reactor (comparative examples) and in the case where MeOH is introduced to the reactor (examples). The flow rates of H2 and CO as raw materials were measured with mass flow meters. MeOH was converted to gas flow rate from weight rate of MeOH injected with a micropump. The product was obtained from the results of the gas flow rate and the gas chromatography analyses, and the results of the recovered liquid weight measurements and analysis of the gas chromatogram. A "MeOH concentration in the recovered liquid subwater cooling" is the MeOH concentration obtained by cooling the produced gas to 30°C to recover the liquid, volatilizing DME and CO2 from the recovered liquid under normal pressure, and then analyzing the remaining H 2 O and MeOH by gas chromatograph. 20 to 25% of produced DME also dissolve in the recovered liquid.

Gjennomstrømningsrate av CO og H2 som råmateriale i både eksempler og sammenlignende eksempler settes til å være identiske. I eksemplene, siden lasting av katalysatoren øker i forhold til mengde introdusert MeOH, ble det vurdert å forsøke en reduksjon av strøm ningsrater av CO og H2som råmateriale. Imidlertid, heri, de samme strømningsrater som for de sammenlignende eksempler ble opprettholdt. I eksemplene, vil økete strømningsrater av CO og H2i produktene indikere at der er noe råmateriale som ikke har blitt forandret til DME. Imidlertid, strømningsratene av CO og H2i produktene forandret seg omtrent ikke. I tilfellet hvor MeOH introduseres ble summen av strømningsrate for CO pluss for H2i produktet funnet å være redusert. Imidlertid, mengden av DME blant produktene ble øket idet mengden av introdusert MeOH ble øket, men mengden av MeOH i produktene var ikke øket. I dette eksperiment ble alt av metanol introdusert i reaktoren omdannet på innsiden av reaktoren. Fra dette eksperiment ble det bekreftet at siden strømningsratene for CO og H2som de introduserte råmaterialer ikke ble redusert og strømningsraten for CO og H2i produktene omtrent ikke var økt, var det ikke nødvendig å øke rensegassen som skulle utslippes. Flow rates of CO and H2 as raw material in both examples and comparative examples are set to be identical. In the examples, since the loading of the catalyst increases in relation to the amount of MeOH introduced, it was considered to attempt a reduction of the flow rates of CO and H2 as raw material. However, herein, the same flow rates as for the comparative examples were maintained. In the examples, increased flow rates of the CO and H2i products will indicate that there is some feedstock that has not been converted to DME. However, the flow rates of the CO and H2i products did not change. In the case where MeOH is introduced, the sum of the flow rate for CO plus the H2i product was found to be reduced. However, the amount of DME among the products was increased as the amount of introduced MeOH was increased, but the amount of MeOH in the products was not increased. In this experiment, all of the methanol introduced into the reactor was converted inside the reactor. From this experiment it was confirmed that since the flow rates of CO and H2 as the introduced raw materials were not reduced and the flow rates of CO and H2 in the products were approximately not increased, it was not necessary to increase the purge gas to be discharged.

Det vil si, i samsvar med eksperimentet, selv om hele mengden av MeOH som flyter ut av reaktoren 2 ble introdusert, så forandret omdanningene av CO og H2seg omtrent ikke, og mengden av DME korresponderende til introdusert MeOH var øket. Mengden av MeOH som strømmer ut av reaktoren 2 forbli omtrent uforandret. I tillegg, selv om mengden av MeOH lik til eller mer enn mengden som utslippes ble introdusert, så økte mengden av DME korresponderende til den introduserte mengde av MeOH. Således, siden overskudd av MeOH kan behandles i reaktoren, er det mulig å behandle MeOH introdusert fra utsiden av systemet. That is, according to the experiment, even if the entire amount of MeOH flowing out of reactor 2 was introduced, the conversions of CO and H 2 did not change nearly, and the amount of DME corresponding to introduced MeOH was increased. The amount of MeOH flowing out of reactor 2 remains approximately unchanged. In addition, even if the amount of MeOH equal to or more than the amount discharged was introduced, the amount of DME increased corresponding to the introduced amount of MeOH. Thus, since excess MeOH can be treated in the reactor, it is possible to treat MeOH introduced from outside the system.

Det ble også vurdert at siden MeOH er et mellomprodukt av DME syntesereaksjon, ville introduksering av MeOH inhibere reaksjonen og således ikke øke utbytte av DME. Med andre ord, det ble vurdert at der er en begrensning i forhold til mengden av DME produsert i reaktoren, og at idet MeOH introduseres, vil CO og H2ikke reagere og forbli som en ureagert gass. Imidlertid, har det blitt vist at idet MeOH introduseres fra inngangen av reaktoren, så øker mengden av fremstilt DME, selv ved anvendelse av samme mengde katalysator. It was also considered that since MeOH is an intermediate product of the DME synthesis reaction, the introduction of MeOH would inhibit the reaction and thus not increase the yield of DME. In other words, it was considered that there is a limitation in relation to the amount of DME produced in the reactor, and that when MeOH is introduced, CO and H2 will not react and remain as an unreacted gas. However, it has been shown that as MeOH is introduced from the inlet of the reactor, the amount of DME produced increases, even when using the same amount of catalyst.

Det antas at dette skyldes metanoldehydreringskatalysatoren ved bunnen av reaktor 2 som har et overskudd av katalytisk kapasitet, som effektivt anvendes. Slurry-bed reaktoren 2 er vertikalt lang i struktur, og har seksjoner som utfører reaksjonene representert ved formlene (1) til (3) på den øvre side og de nedre porsjoner. Ved den nedre porsjon av reaktor 2, reageres H2og CO for å produsere MeOH i samsvar med reaksjonsformelen (1), imidlertid, er det mulig at dehydreringskatalysatoren som utfører reaksjonen i formel (2) og skiftkatalysatoren som utfører reaksjon i formel (3) ikke er aktivert. It is believed that this is due to the methanol dehydration catalyst at the bottom of reactor 2 having an excess of catalytic capacity, which is effectively used. The slurry-bed reactor 2 is vertically long in structure, and has sections which carry out the reactions represented by the formulas (1) to (3) on the upper side and the lower portions. At the lower portion of reactor 2, H2 and CO are reacted to produce MeOH in accordance with the reaction formula (1), however, it is possible that the dehydration catalyst that performs the reaction in formula (2) and the shift catalyst that performs the reaction in formula (3) are not enabled.

Det vurderes at, dersom MeOH introduseres inn i lavere del av reaktoren 2, forsetter reaksjonene i formel (2) og (3) med dehydreringskatalysatoren og skiftkatalysatoren, og dermed økes mengden av fremstilt DME. It is considered that, if MeOH is introduced into the lower part of reactor 2, the reactions in formulas (2) and (3) continue with the dehydration catalyst and the shift catalyst, and thus the amount of produced DME is increased.

Fig. 13 er en graf som viser forandringen av CO-omdanning over tid i tilfeller hvor renheten av MeOH som introduseres inn i reaktoren 2 forandres. MeOH med en forutbestemt renhet ble fremstilt ved tilsetning av destillert vann (H2O) til MeOH. Mengdene av det introduserte råmateriale er samme som eksemplene. Imidlertid, mengden av MeOH ble satt som mengden av MeOH i H2O. Mengden av det introduserte råmateriale er det samme som i eksemplene. Dersom renheten av MeOH reduseres, forandres gjennomstrøm-ningsratene av H2, CO og MeOH ikke, men mengden av H2økes. Verdien av CO-omdanning indikerer hvor mye CO som er trådmateriale som omdannes til produktet. Det ble bekreftet at dersom MeOH-renhet er 95% basert på masse, så ble CO-omdanningen ikke redusert omtrent i det hele, men dersom MeOH-renheten er 80% basert på masse, så ble CO-omdanningen noe redusert. Det vil si, med 95% basert på masse renhet av MeOH, er forandringen over tid neglisjerbar, mens med 80% MeOH renhet basert på vann, så er ødelegg-elsene over tid ikke neglisjerbare. Fig. 13 is a graph showing the change in CO conversion over time in cases where the purity of the MeOH introduced into the reactor 2 is changed. MeOH of a predetermined purity was prepared by adding distilled water (H2O) to MeOH. The amounts of the introduced raw material are the same as the examples. However, the amount of MeOH was set as the amount of MeOH in H2O. The amount of raw material introduced is the same as in the examples. If the purity of MeOH is reduced, the flow rates of H2, CO and MeOH do not change, but the amount of H2 is increased. The value of CO conversion indicates how much CO is thread material that is converted into the product. It was confirmed that if the MeOH purity is 95% based on mass, then the CO conversion was not reduced approximately at all, but if the MeOH purity is 80% based on mass, then the CO conversion was somewhat reduced. That is, with 95% based on mass purity of MeOH, the change over time is negligible, while with 80% MeOH purity based on water, the destruction over time is not negligible.

Videre, forskjellige modifikasjoner kan utføres med aspektet uten å begrense utførelsen angitt ovenfor. For eksempel er aspektet ikke begrenset til fremgangsmåten hvor like mengder av DME og CO2produseres, ved anvendelse av den totale formel (4), men dekker de generelle metoder hvor MeOH produseres som et biprodukt under syntese av DME. Furthermore, various modifications can be made with the aspect without limiting the embodiment set forth above. For example, the aspect is not limited to the method where equal amounts of DME and CO2 are produced, using the overall formula (4), but covers the general methods where MeOH is produced as a by-product during the synthesis of DME.

Videre, i utførelsene beskrevet ovenfor, så separeres væsken inneholdende DME, CO2, MeOH og H2, og gassen som inneholder ikke reagerte gasskomponenter ved hjelp av en entrins gassvæskeseparasjonsanordning, men de separeres også ved hjelp av en totrins gassvæskeseparasjonsanordning. I dette tilfellet avkjøles først den produserte gass til ca. 30°C i det første trinn i gassvæskeseparasjonsanordningen for å oppnå en væske inneholdende MeOH og H2som hovedkomponenter. Deretter avkjøles den produserte gass til ca. -30 til -50°C i det andre trinn i gassvæskeseparasjonsanordningen for å oppnå en DME-væske som har CO2oppløst deri. Videre, MeOH renses fra væsken inneholdende MeOH og H2O som hovedkomponenter, som separeres i det første trinn i en gassvæskeseparasjonsanordning, og deretter kan MeOH returneres til reaktoren. Furthermore, in the embodiments described above, the liquid containing DME, CO2, MeOH and H2, and the gas containing unreacted gas components are separated using a single-stage gas-liquid separation device, but they are also separated using a two-stage gas-liquid separation device. In this case, the produced gas is first cooled to approx. 30°C in the first stage of the gas-liquid separation device to obtain a liquid containing MeOH and H2 as main components. The produced gas is then cooled to approx. -30 to -50°C in the second stage of the gas-liquid separation device to obtain a DME liquid having CO2 dissolved therein. Furthermore, MeOH is purified from the liquid containing MeOH and H2O as main components, which is separated in the first step in a gas-liquid separation device, and then MeOH can be returned to the reactor.

Oppfinnelsen ifølge denne avdelte patentsøknad vedrører det som i den opprinnelige søknad er angitt som «en femte oppfinnelse». The invention according to this divisional patent application relates to what is stated in the original application as "a fifth invention".

KravlCrawl

En medium olje som anvendes for syntesereaksjon med en slurry-bed reaksjonsprosedyre som et medium, omfatter som en hovedkomponent en forgrenet, mettet alifatisk hydrokarbon som har 16 til 50 karbonatomer, 1 til 7 tertiære karbonatomer, 0 kvarternære karbonatomer, og 1 til 16 karbonatomer i det forgrenete kjede bundet til de tertiære karbonatomer; og minst én av de tertiære karbonatomer er bundet til hydrokarbonkjeder med en kjedelengde som har 4 eller mer karbonatomer i tre retninger. A medium oil used for synthesis reaction with a slurry-bed reaction procedure as a medium comprises as a main component a branched, saturated aliphatic hydrocarbon having 16 to 50 carbon atoms, 1 to 7 tertiary carbon atoms, 0 quaternary carbon atoms, and 1 to 16 carbon atoms in the branched chain attached to the tertiary carbon atoms; and at least one of the tertiary carbon atoms is attached to hydrocarbon chains with a chain length having 4 or more carbon atoms in three directions.

Krav 2Requirement 2

Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med krav 1, hvor den forgrenete, mettete alifatiske hydrokarbon har 20 til 40 karbonatomer og 1 til 4 tertiære karbonatomer. Medium oil used for the slurry-bed reaction procedure according to claim 1, wherein the branched, saturated aliphatic hydrocarbon has 20 to 40 carbon atoms and 1 to 4 tertiary carbon atoms.

Krav 3Requirement 3

Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med krav 1 og 2 hvor den forgrenete, mettete alifatiske hydrokarbon er representert med formel (I): Medium oil used for slurry-bed reaction procedure in accordance with claims 1 and 2 where the branched, saturated aliphatic hydrocarbon is represented by formula (I):

hvor R<1>, R2 og R4 uavhengig er n- eller iso-alkyl-gruppe som har 4 til 16 where R<1>, R2 and R4 are independently n- or iso-alkyl group having 4 to 16

karbonatomer, R3 er n- eller iso-alkyl-gruppe som har 1 til 3 karbonatomer, m er et heltall i området 1 til 7, n er et heltall i området 0 til 37, og p er et heltall i området 0 til 12, gitt at -(CR<2>H)-, - (CH2) - og (CH<3>H)- i [ ] er bundet i enhver rekkefølge og at totale antall av hver enhet er m, n og p, respektivt. carbon atoms, R3 is n- or iso-alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, m is an integer in the range 1 to 7, n is an integer in the range 0 to 37, and p is an integer in the range 0 to 12, given that -(CR<2>H)-, - (CH2) - and (CH<3>H)- in [ ] are bonded in any order and that the total number of each unit is m, n and p, respectively.

Krav 4Requirement 4

Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med et av kravene 1 -3, hvor den forgrenete, mettete alifatiske hydrokarbon er enhver av dimerer til oktamerer av ,,-olefiner som har 6 til 18 karbonatomer. Medium oil used for the slurry-bed reaction procedure according to any one of claims 1-3, wherein the branched, saturated aliphatic hydrocarbon is any of dimers to octamers of "-olefins" having 6 to 18 carbon atoms.

Krav 5Requirement 5

Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med et av kravene 1 -4, som har et f lytpunkt på -10°C eller lavere. Medium oil used for slurry-bed reaction procedure in accordance with one of claims 1 -4, which has a pour point of -10°C or lower.

Krav 6Requirement 6

Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med et av kraven 1 -5, hvor syntesereaksjonen med slurry-bed reaksjonsprosedyren omfatter produsering av en oksygeninneholdende organisk forbindelse fra en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen. Medium oil used for slurry-bed reaction procedure in accordance with one of claims 1-5, where the synthesis reaction with the slurry-bed reaction procedure comprises the production of an oxygen-containing organic compound from a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen.

Krav 7Claim 7

Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med krav 6, hvor den oksygeninneholdende organiske forbindelse vanligvis er dimetyleter. Medium oil used for the slurry-bed reaction procedure in accordance with claim 6, wherein the oxygen-containing organic compound is usually dimethyl ether.

Krav 8Claim 8

Fremgangsmåte for fremstilling av dimentyleter, omfattende å passere en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom en katalysatorslurry inneholdende en blanding omfattende (1) medium olje beskrevet i et av kravene 1 til 7, (2) en metonalsyntesekatalysator og (3) en metanolhydreringskatalysator og en metanolskiftkatalysator, eller en metanoldehydrerings/ skiftkatalysator. Process for the production of dimentyl ether, comprising passing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through a catalyst slurry containing a mixture comprising (1) medium oil described in any of claims 1 to 7, (2) a methanol synthesis catalyst and (3) a methanol hydrogenation catalyst and a methanol shift catalyst , or a methanol dehydration/shift catalyst.

Krav 9Claim 9

Fremgangsmåte for fremstilling av en blanding av dimetyleter og metanol omfattende å passere en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom en katalysatorslurry inneholdende en blanding omfattende (1) medium olje beskrevet i et av kravene 1 til 7, (2) en metanolsyntesekatalysator og (3) en metanoldehydreringskatalysator og en metanolskiftkatalysator eller en metanoldehydreringsskiftkatalysator. Process for preparing a mixture of dimethyl ether and methanol comprising passing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through a catalyst slurry containing a mixture comprising (1) medium oil described in one of claims 1 to 7, (2) a methanol synthesis catalyst and (3) a methanol dehydration catalyst and a methanol shift catalyst or a methanol dehydration shift catalyst.

Område for oppfinnelsen.Field of the invention.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en medium olje anvendt for en slurry-bed reaksjon og en fremgangsmåte for fremstilling av dimetyleter. The present invention relates to a medium oil used for a slurry-bed reaction and a method for producing dimethyl ether.

Som anvendt heri er termen "medium olje" for eksempel en væske anvendt som et medium i en slurry-bed reaktor (noen ganger såkalt en suspensjons-boblekolonnereaktor eller gassvæske faststoff-blandet-flytreaktor) som betyr at væsken (i det minste inkluderer et materiale i væskeform under en reaksjons-tilstand som er ønsket) i stand til å danne en katalytisk slurry som en blanding av faststoffkatalysatoren introdusert i reaktoren og væsken beskrevet ovenfor. As used herein, the term "medium oil" is, for example, a liquid used as a medium in a slurry-bed reactor (sometimes so-called a suspension bubble column reactor or gas-liquid-solid-mixed-flow reactor) which means that the liquid (at least includes a material in liquid form under a reaction condition that is desired) capable of forming a catalytic slurry as a mixture of the solid catalyst introduced into the reactor and the liquid described above.

Bakgrunnsteknikk.Background technology.

Konvensjonelt har dimetyleter blitt fremstilt ved hjelp av metanoldehydrering, generelt ved anvendelse av metanol som et råmateriale, men i det siste har det blitt utviklet en prosess for direkte syntetisering av dimetyleter fra en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen. Conventionally, dimethyl ether has been prepared by methanol dehydration, generally using methanol as a raw material, but recently a process has been developed for the direct synthesis of dimethyl ether from a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen.

I en slik prosess utføres syntese av dimetyleter med en reaksjon representert med følgende reaksjonsformål (1) og (2) i nærvær av en metanoldehydreringskatalysator (dvs. en metanolomdanningskatalysator), så som alumina etc. Først produseres metanol fra karbonmonoksid og hydrogen med en metanolsyntesekatalysator, etterfulgt av dehydrering og kondensering av den produserte metanol med en metanoldehydreringskatalysator for å produsere dimetyleter og vann. Det produserte vann reagerer videre med karbonmonoksid i samsvar med reaksjonsformel (3) og gir karbondioksid og hydrogen. In such a process, synthesis of dimethyl ether is carried out with a reaction represented by the following reaction purposes (1) and (2) in the presence of a methanol dehydration catalyst (i.e. a methanol conversion catalyst), such as alumina, etc. First, methanol is produced from carbon monoxide and hydrogen with a methanol synthesis catalyst, followed by dehydration and condensation of the produced methanol with a methanol dehydration catalyst to produce dimethyl ether and water. The produced water further reacts with carbon monoxide in accordance with reaction formula (3) and gives carbon dioxide and hydrogen.

Reaksjonsformel 2Reaction formula 2

Syntesen ovenfor er en sterk eksotermreaksjon, og har som et problem at katalysatoren som anvendes kan deaktiveres på grunn av høye temperaturer. The above synthesis is a strongly exothermic reaction, and has as a problem that the catalyst used can be deactivated due to high temperatures.

Av denne grunn, er det blitt studert syntese av dimetyleter ved hjelp av en slurry-bed reaksjonsprosedyre som effektivt kan fjerne reaksjonsvarme i store mengde og enkelt regulere temperaturen. For this reason, the synthesis of dimethyl ether has been studied using a slurry-bed reaction procedure that can effectively remove reaction heat in large quantities and easily regulate the temperature.

I en slik slurry-bed reaksjonsprosedyre, anvendes det en katalysatorslurry fremstilt ved å suspendere en katalysator i en egnet medium olje. Medium oljen anvendt i prosedyren ovenfor må tilfredsstille noen ytelseskriterier, for eksempel så som (1) at den har høy stabilitet, dvs. den er inaktiv for reaksjon, og forandres ikke over tid, og gir verken termisk polymerisert eller termisk dekomponert, eller reduktivt dekomponert; (2) at den har høy løselighet av en rågass som CO, 2Hz (3) at den har et høyt kokepunkt; og (4) at den har et lavt frysepunkt. In such a slurry-bed reaction procedure, a catalyst slurry prepared by suspending a catalyst in a suitable medium oil is used. The medium oil used in the above procedure must satisfy some performance criteria, for example such as (1) that it has high stability, i.e. it is inactive for reaction, and does not change over time, and gives neither thermally polymerized nor thermally decomposed, or reductively decomposed ; (2) that it has a high solubility of a raw gas such as CO, 2Hz (3) that it has a high boiling point; and (4) that it has a low freezing point.

Prosessen for fremstilling av dimetyleter ved anvendelse av en slurry-bed reaktor er beskrevet, for eksempel i patentdokument 1 av Air Products and Chemicals, Inc. I denne prosess anvendes medium olje for å danne den katalyserte slurry i reaktoren, og oljen inkluderer for eksempel parafinbaserte hydrokarboner eller blandinger derav, og i eksemplene i dokumentet, en medium olje renset fra en naturlig mineralolje benevnt som "Witco 70". Air Products and Chemical, Inc. rapporterer også syntese av dimetyleter ved anvendelse av slurry-bed prosedyren hvor en renset naturlig mineralolje, benevnt som Drakeol 10 anvendes som en medium olje i ikke-patent dokument 1. The process for producing dimethyl ether using a slurry-bed reactor is described, for example, in patent document 1 of Air Products and Chemicals, Inc. In this process, medium oil is used to form the catalyzed slurry in the reactor, and the oil includes, for example, paraffin-based hydrocarbons or mixtures thereof, and in the examples in the document, a medium oil purified from a natural mineral oil designated as "Witco 70". Air Products and Chemical, Inc. also reports the synthesis of dimethyl ether using the slurry-bed procedure where a purified natural mineral oil, designated as Drakeol 10 is used as a medium oil in non-patent document 1.

I tillegg, patent dokument 2 av Sunggyu Lee et al., beskriver syntese av bensinkomponenter som en lett olje til dimetyleter fra hydrogen og karbonmonoksid som råmaterialer ved anvendelse av en slurry-bed reaktor. I dette tilfelle benyttes medium olje avledet fra naturlige mineraloljer så som Witco 40, Witco 70 eller Freezene 100, etc. Tilsvarende, syntese av dimetyleter ved anvendelse av slurry-bed prosedyren hvor Witco 40 eller Witco 70 anvendes som en medium olje er beskrevet i også andre dokumenter enn ikke-patent dokument 2. In addition, Patent Document 2 by Sunggyu Lee et al. describes the synthesis of gasoline components such as a light oil to dimethyl ether from hydrogen and carbon monoxide as raw materials using a slurry-bed reactor. In this case, medium oil derived from natural mineral oils such as Witco 40, Witco 70 or Freezene 100, etc. is used. Similarly, synthesis of dimethyl ether using the slurry-bed procedure where Witco 40 or Witco 70 is used as a medium oil is also described in documents other than non-patent documents 2.

For de ovenfor angitt medium oljer, nevnt som Witch 40, Witch 70, Freezene 100 og Drakeol 10, har oppfinnerne utført en ringanalyse ved anvendelse av n-d-M-metoden (ASTM D 3238), og som et resultat ble det funnet at %CP (prosent av antall parafiniske karbonatomer i forhold til det totale antall karbonatomer) er under 70. Videre, resultatene av analysen for molekylære strukturer fra Wich 40, Witco 70, Freezene 100 og Drakeol 10 ved hjelp av NMR, etc. indikerte at fraksjonen av karbonatomer som har forgreninger, nemlig antallet karbonatomer som har ikke mindre enn 3 karbon-karbon-bindinger er ikke mindre enn 20% av det totale antall karbonatomer. For the above medium oils, mentioned as Witch 40, Witch 70, Freezene 100 and Drakeol 10, the inventors have performed a ring analysis using the n-d-M method (ASTM D 3238) and as a result it was found that %CP (percent of the number of paraffinic carbon atoms in relation to the total number of carbon atoms) is below 70. Furthermore, the results of the analysis for molecular structures from Wich 40, Witco 70, Freezene 100 and Drakeol 10 by means of NMR, etc. indicated that the fraction of carbon atoms having branches, namely the number of carbon atoms having not less than 3 carbon-carbon bonds is not less than 20% of the total number of carbon atoms.

Slike konvensjonelle medium oljer avledet fra naturlig mineral oljer ved rensing har et problem idet synteseeffektiviteten av dimetyleter blir lavere med tiden. Nærmere bestemt, som beskrevet i ikke-patent dokument 1, slurry-bed syntesen av dimetyleter ved anvendelse av Drakeol 10 forårsaker betydelig nedgang i mengden dimetyleter produsert over tid, og dermed resulterer i nedgang i mengden produsert dimetyleter omtrent med det halve i løpet av ca. 500 timer. I tillegg til Drakeol 10, i tilfellet slurry-bed syntese av dimetyleter ved anvendelse av generelt kjente medium oljer så som Witco 70 eller Freezene 100, etc, ble det funnet at mengden av produsert dimetyleter var betydelig redusert over tid. Videre, idet naturmineraloljen termisk dekomponeres ved høye temperaturer, så kan man ikke unngå generering av karbonenheter. Det vil si, dersom slike naturlige mineraloljer benyttes som medium olje, vil katalysatoren kunne bli deaktivert på grunn av forkoksingsprosessen til medium oljen. Videre, generelt er det nødvendig med et egnet nivå av fluiditet i medium oljen ved en ønsket temperatur for å kunne håndtere medium oljen. Such conventional medium oils derived from natural mineral oils by purification have a problem in that the synthesis efficiency of dimethyl ether becomes lower with time. More specifically, as described in non-patent document 1, the slurry-bed synthesis of dimethyl ether using Drakeol 10 causes a significant decrease in the amount of dimethyl ether produced over time, thus resulting in a decrease in the amount of dimethyl ether produced by approximately half during approx. . 500 hours. In addition to Drakeol 10, in the case of slurry-bed synthesis of dimethyl ether using generally known medium oils such as Witco 70 or Freezene 100, etc, it was found that the amount of dimethyl ether produced was significantly reduced over time. Furthermore, as the natural mineral oil thermally decomposes at high temperatures, the generation of carbon units cannot be avoided. That is to say, if such natural mineral oils are used as medium oil, the catalyst may be deactivated due to the coking process of the medium oil. Furthermore, in general, a suitable level of fluidity in the medium oil at a desired temperature is required to be able to handle the medium oil.

I lys av dette har oppfinnerne intensivt studert å løse problemene og foreslått en medium olje anvendt i fremstilling av en oksygeninneholdende organisk forbindelse av hvilken dimetyleter er representativ, som omfatter et hydrokarbon som en hovedkomponent og har 70% eller mer parafiniske karbonatomer, i forhold til totale antall karbonatomer i patent dokument 3. Representativ eksempel på ovenfor nevnte medium olje inkluderer polybuten oppnådd ved kopolymerisering av isobuten og n-buten som hovedkomponenter. In view of this, the inventors have intensively studied to solve the problems and proposed a medium oil used in the production of an oxygen-containing organic compound of which dimethyl ether is representative, which comprises a hydrocarbon as a main component and has 70% or more paraffinic carbon atoms, in relation to total number of carbon atoms in patent document 3. Representative example of above-mentioned medium oil includes polybutene obtained by copolymerization of isobutene and n-butene as main components.

Patent dokument Japansk gransket patentsøknad med publiseringsnummer nr. 07-057739. Patent document Japanese examined patent application with publication number no. 07-057739.

Patent dokument 2 US-patent nr. 5.459.166Patent Document 2 US Patent No. 5,459,166

Patent document 3 Japansk ikke-gransket patentsøknad med publiseringsnummer nr. 2000-109437. Patent document 3 Japanese unexamined patent application with publication number No. 2000-109437.

Ikke- patent dokument 1 USA DOE report, DOE/PC/89865-T6 (September, 1992) Non-Patent Document 1 USA DOE report, DOE/PC/89865-T6 (September, 1992)

Ikke- patent dokument 2 Sunggyu Lee, et al. "A Single-Stage, Liquid-Phase Dimethyl Ether Synthesis Processfrom Syngas I. Dual Catalytic Activity and Process Feasibility", Fuel Science and Technology lnt'1, 9(6), 653-679 (1991). Non-Patent Document 2 Sunggyu Lee, et al. "A Single-Stage, Liquid-Phase Dimethyl Ether Synthesis Process from Syngas I. Dual Catalytic Activity and Process Feasibility", Fuel Science and Technology lnt'1, 9(6), 653-679 (1991).

Beskrivelse av oppfinnelsenDescription of the invention

Problemer som løses av oppfinnelsenProblems solved by the invention

En medium olje så som polybuten beskrevet i patentdokument 3 har høy termisk stabilitet og et lavt frysepunkt, og sikrer høy reaktivitet for syntese av for eksempel dimetyleter som en medium olje, sammenlignet med konvensjonelle medium oljer avledet fra naturlige mineraloljer. A medium oil such as the polybutene described in patent document 3 has high thermal stability and a low freezing point, and ensures high reactivity for the synthesis of, for example, dimethyl ether as a medium oil, compared to conventional medium oils derived from natural mineral oils.

Imidlertid ble det funnet at medium oljen beskrevet i ovenfor nevnte dokument var dekomponert, volatilisert, og således økte mengden langsomt over tid. However, it was found that the medium oil described in the above-mentioned document was decomposed, volatilized, and thus the amount increased slowly over time.

Således, foreliggende oppfinnelse har som formål å tilveiebringe en medium olje som har høy reaktivitet for syntese av for eksempel dimetyleter etc, som en medium olje som har et høyt kokepunkt, et lavt frysepunkt og utmerket stabilitet. Thus, the present invention aims to provide a medium oil which has high reactivity for the synthesis of, for example, dimethyl ether etc., as a medium oil which has a high boiling point, a low freezing point and excellent stability.

Midler for å løse problemeneMeans to solve the problems

For å løse de ovenfor nevnte problemer har foreliggende oppfinnelse som formål å tilveiebringe en medium olje anvendt som et medium for syntese med en slurry-bed reaksjonsprosedyre, som omfatter, som et hovedkomponent, en forgrenet mettet alifatisk hydrokarbon som har 16 til 50 karbonatomer, 1 til 7 tertiære karbonatomer, 0 kvarternære karbonatomer, og 1 til 16 karbonatomer i forgrenete kjeder bundet til de tertiære karbonatomer; og minst en av de tertiære karbonatomer er bundet til hydrokarbonkjeder med en kjedelengde som har 4 eller mer karbonatomer i tre retninger. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a medium oil used as a medium for synthesis with a slurry-bed reaction procedure, which comprises, as a main component, a branched saturated aliphatic hydrocarbon having 16 to 50 carbon atoms, 1 to 7 tertiary carbon atoms, 0 quaternary carbon atoms, and 1 to 16 branched chain carbon atoms attached to the tertiary carbon atoms; and at least one of the tertiary carbon atoms is attached to hydrocarbon chains with a chain length having 4 or more carbon atoms in three directions.

Medium oljen for slurry-bed reaksjonsprosedyren ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter fortrinnsvis en forgrenet, mettet alifatisk hydrokarbon som har 20 til 40 karbonatomer og 1 til 4 tertiære karbonatomer. Den forgrenete mettete alifatiske hydrokarbon ifølge foreliggende oppfinnelse er representert med formel (I): The medium oil for the slurry-bed reaction procedure of the present invention preferably comprises a branched, saturated aliphatic hydrocarbon having 20 to 40 carbon atoms and 1 to 4 tertiary carbon atoms. The branched saturated aliphatic hydrocarbon according to the present invention is represented by formula (I):

hvor R<1>, R2 og R4 er uavhengig n- eller isoalkylgrupper som har 4 til 16 karbonatomer, R<3>er en n- eller isoalkylgruppe som har 1 til 3 karbonatomer, m er et heltall i området 1 til 7, n er et heltall i området 0 til 37, og p er et heltall i området 0 til 12, gitt at -(CR<2>H)-, -(CH2)- og -(CR<3>H)- i [ ] er bundet i enhver rekkefølge og at det totale antall av hver enhet er m, n og p, respektivt. Den forgrenete mettete alifatiske hydrokarbon i medium oljen er enhver en av dimerer til oktamerer av ,,-olefiner som har 6 til 18 karbonatomer. where R<1>, R2 and R4 are independently n- or isoalkyl groups having 4 to 16 carbon atoms, R<3> is an n- or isoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, m is an integer in the range 1 to 7, n is an integer in the range 0 to 37, and p is an integer in the range 0 to 12, given that -(CR<2>H)-, -(CH2)- and -(CR<3>H)- in [ ] are bound in any order and that the total number of each unit is m, n and p, respectively. The branched saturated aliphatic hydrocarbon in the medium oil is any one of dimers to octamers of "-olefins" having 6 to 18 carbon atoms.

Medium oljen for slurry-bed reaksjonsprosedyren ifølge foreliggende oppfinnelse har fortrinnsvis et flytpunkt av -10°C eller lavere. The medium oil for the slurry-bed reaction procedure according to the present invention preferably has a pour point of -10°C or lower.

Videre, foreliggende oppfinnelse vedrører en oksygeninneholdende organisk forbindelse fra en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen, nærmere bestemt dimetyleter fremstilles gjennom syntesereaksjonen med slurry-bed reaksjonsprosedyren. Furthermore, the present invention relates to an oxygen-containing organic compound from a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen, more specifically dimethyl ether is produced through the synthesis reaction with the slurry-bed reaction procedure.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å løse de ovenfor angitte problemer, og er fremgangsmåte for å fremstille dimetyleter, som omfatter å passere en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom en katalysatorslurry inneholdende en blanding omfattende (1) en medium olje for slurry-bed reaksjonsprosedyren som beskrevet ovenfor, som en medium olje, (2) en metanolsyntesekatalysator og (3) en metanoldehydreringskatalysator og skiftkatalysator, eller en metanoldehydrering/skiftkatalysator. An object of the present invention is to solve the problems stated above, and is a method for producing dimethyl ether, which comprises passing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through a catalyst slurry containing a mixture comprising (1) a medium oil for the slurry-bed reaction procedure which described above, as a medium oil, (2) a methanol synthesis catalyst and (3) a methanol dehydration catalyst and shift catalyst, or a methanol dehydration/shift catalyst.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å løse de ovenfor nevnte problemer, og er en fremgangsmåte for fremstilling av en blanding av dimetyleter og metanol, som omfatter å passere en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom en katalysatorslurry inneholdende en blanding omfattende (1) en medium olje for slurry-bed reaksjonsprosedyren som beskrevet ovenfor, som en medium olje, (2) en metanolsyntesekatalysator og (3) en metanoldehydreringskatalysator og skiftkatalysator eller en metanol- Another object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and is a method for producing a mixture of dimethyl ether and methanol, which comprises passing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through a catalyst slurry containing a mixture comprising (1) a medium oil for the slurry-bed reaction procedure as described above, as a medium oil, (2) a methanol synthesis catalyst and (3) a methanol dehydration catalyst and shift catalyst or a methanol-

Effekter av oppfinnelsenEffects of the invention

Med medium oljen i samsvar med foreliggende oppfinnelse er det mulig å forbedre synteseeffektiviteten av en oksygeninneholdende organisk forbindelse så som dimetyleter og å opprettholde synteseeffektiviteten i en lang tid, og samtidig stabilt anvende medium oljen i lang tid uten dekomponering, volatilisering eller lignende over tid. Derfor har foreliggende oppfinnelse en betydelig fordel i fremstilling av oksygeninneholdende organisk forbindelse så som dimetyleter som krever en høy produksjonseffektivitet. With the medium oil in accordance with the present invention, it is possible to improve the synthesis efficiency of an oxygen-containing organic compound such as dimethyl ether and to maintain the synthesis efficiency for a long time, and at the same time stably use the medium oil for a long time without decomposition, volatilization or the like over time. Therefore, the present invention has a significant advantage in the production of oxygen-containing organic compounds such as dimethyl ether which require a high production efficiency.

Beste modus for å utføre oppfinnelseBest mode of carrying out invention

Foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i detalj med henvisning til de følgende eksempler. The present invention will be described in detail with reference to the following examples.

Medium oljen for syntesereaksjonen med slurry-bed reaksjonsprosedyren i The medium oil for the synthesis reaction with the slurry-bed reaction procedure i

samsvar med foreliggende oppfinnelse omfatter, som en hovedkomponent, en forgrenet mettet alifatisk mettet hydrokarbon som har 16 til 50 karbonatomer, 1 til 7 tertiærkarbonatomer, 0 kvartenære karbonatom og 1 til 16 karbonatomer i forgrenete kjeder bundet til de tertiære karbonatomer; og minst en av de tertiære karbonatomer er bundet til hydrokarbonkjeder med en kjedelengde som har 4 eller flere karbonatomer. according to the present invention comprises, as a main component, a branched saturated aliphatic saturated hydrocarbon having 16 to 50 carbon atoms, 1 to 7 tertiary carbon atoms, 0 quaternary carbon atoms and 1 to 16 carbon atoms in branched chains attached to the tertiary carbon atoms; and at least one of the tertiary carbon atoms is attached to hydrocarbon chains with a chain length having 4 or more carbon atoms.

Som anvendt heri angir termen "en hovedkomponent" en komponent inneholdende ikke mindre enn 70 vekt%, fortrinnsvis ikke mindre enn 90 vekt% i medium oljen. As used herein, the term "a major component" denotes a component containing not less than 70% by weight, preferably not less than 90% by weight, of the medium oil.

I medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse har den forgrenete mettete alifatisk hydrokarbon som hovedkomponent 16 til 50 karbonatomer. Dersom antallet karbonatomer er mindre enn 16 reduseres kokepunktet for hydrokarbonet og dette forårsaker for eksempel at hydrokarbonet med de ønskete egenskaper ikke oppnås. Dersom antallet karbonatomer stiger over 50 vil løseligheten av rågassen kunne ikke være tilstrekkelig. Den forgrenete mettete alifatiske hydrokarbon har mer fortrinnsvis 20 til 40, og mest fortrinnsvis 30 til 40 karbonatomer, selv om dette avhenger av den molekylære strukturen til hydrokarbonet. In the medium oil according to the present invention, the branched saturated aliphatic hydrocarbon has as main component 16 to 50 carbon atoms. If the number of carbon atoms is less than 16, the boiling point of the hydrocarbon is reduced and this causes, for example, that the hydrocarbon with the desired properties is not obtained. If the number of carbon atoms rises above 50, the solubility of the raw gas will not be sufficient. The branched saturated aliphatic hydrocarbon has more preferably 20 to 40, and most preferably 30 to 40 carbon atoms, although this depends on the molecular structure of the hydrocarbon.

Antallet tertiære karbonatomer er i området 1 til 7. Idet antallet av tertiære karbonatomer er 0, med hydrokarbonet med et totalt karbonatomantall i området 16 til 50, vil frysepunktet øke og dette vil føre til at hydrokarbonet The number of tertiary carbon atoms is in the range of 1 to 7. Since the number of tertiary carbon atoms is 0, with the hydrocarbon having a total number of carbon atoms in the range of 16 to 50, the freezing point will increase and this will cause the hydrocarbon

solidifiseres ved omgivelsestemperatur, og det resulterer i vanskeligheter med å behandle medium oljen. Dersom antallet tertiærkarbonatomer overstiger 7 vil molekylærstabilitet gradvis reduseres og forårsake enkel dekomponering eller polymerisering derav, og dersom antallet av forgrenete kjeder øker, vil væskeviskositeten øke. Idet væskeviskositeten økes, så vil ikke kun resistensen av væsken ved flyting av denne øke, men også vil diameteren av bobler dispergert i slurry-bed reaktoren øke og forårsake reduksjon i gass og reduksjon i reaktivitet, noe som er uønskelig. Antallet tertiære karbonatomer i området fortrinnsvis fra 1 til 4, mer fortrinnsvis fra 1 til 3. solidifies at ambient temperature, and this results in difficulties in treating the medium oil. If the number of tertiary carbon atoms exceeds 7, molecular stability will gradually decrease and cause easy decomposition or polymerization thereof, and if the number of branched chains increases, the liquid viscosity will increase. As the liquid viscosity is increased, not only will the resistance of the liquid to its flow increase, but also the diameter of bubbles dispersed in the slurry-bed reactor will increase and cause a reduction in gas and a reduction in reactivity, which is undesirable. The number of tertiary carbon atoms in the range preferably from 1 to 4, more preferably from 1 to 3.

Medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse har ingen kvarternære karbonatomer. Dersom det kvarternære karbonatom er tilstede i medium oljen, som i polybuten medium olje beskrevet i patentdokument 3, så vil det forårsake termisk dekomponering overtid, og således resultere i problem i lys av stabilitet. Siden det kvarternære karbon induserer enkel dissosiering av intramolekylære bindinger sammenlignet med det tertiære karbon, er det foretrukket å konstruere de ønskete forgrenete kjeder med det tertiære karbon. The medium oil according to the present invention has no quaternary carbon atoms. If the quaternary carbon atom is present in the medium oil, as in the polybutene medium oil described in patent document 3, then it will cause thermal decomposition overtime, and thus result in a problem in terms of stability. Since the quaternary carbon induces easy dissociation of intramolecular bonds compared to the tertiary carbon, it is preferred to construct the desired branched chains with the tertiary carbon.

I medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse er antallet karbonatomer i de forgrenete kjeder som binder til det tertiære karbonatom generelt i området fra 1 til 16. Dersom antallet karbonatomer overstiger 16 vil det totale antall karbonatomer overstige 50. Heri er hovedkjeden den lengste karbonkjede i ett molekyl mens den forgrenete kjede er karbonkjeden forgrenet fra hovedkjeden. In the medium oil according to the present invention, the number of carbon atoms in the branched chains that bind to the tertiary carbon atom is generally in the range from 1 to 16. If the number of carbon atoms exceeds 16, the total number of carbon atoms will exceed 50. Here, the main chain is the longest carbon chain in one molecule while the branched chain is the carbon chain branched from the main chain.

Videre, i medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse, er minst ett tertiært karbon bundet til en hydrokarbonkjede som har 4 eller flere karbonatomer i tre retninger. Med en slik molekylstruktur er det mulig å strekke temperatur-området hvori en væsketilstand eksisterer mellom flytpunktet og kokepunktet med de minst forgrenete kjeder. Siden dissosieringen av de intramolekylære bindinger enkelt induseres ved forgreningsdelen, er det foretrukket å gjøre forgreningen så liten om mulig. Det tertiære karbon er fortrinnsvis bundet til hydrokarbonkjeden som har 8 eller flere av karbonatomene i tre retninger. Furthermore, in the medium oil according to the present invention, at least one tertiary carbon is bound to a hydrocarbon chain having 4 or more carbon atoms in three directions. With such a molecular structure, it is possible to stretch the temperature range in which a liquid state exists between the pour point and the boiling point with the least branched chains. Since the dissociation of the intramolecular bonds is easily induced at the branching part, it is preferred to make the branching as small as possible. The tertiary carbon is preferably attached to the hydrocarbon chain which has 8 or more of the carbon atoms in three directions.

Slike forgrenete mettete alifatiske hydrokarboner i medium olje i samsvar med foreliggende oppfinnelse inkluderer, men er ikke begrenset til, forbindelsen representert med følgende formel (I): Such branched saturated aliphatic hydrocarbons in medium oil in accordance with the present invention include, but are not limited to, the compound represented by the following formula (I):

hvor R<1>, R2 og R<4>er uavhengig n- eller isoalylgrupper som har 4 til 16 karbonatomer, R<3>er en n- eller isoalkylgruppe som har 1 til 3 karbonatomer, m er et heltall i området 1 til 7, n er et heltall i området 0 til 37, og p er et heltall i området 0 til 12, gitt at -(CR<2>H)-, -(CH2)- og -(CR<3>H)- i [ ] er bundet i enhver rekkefølge og at det totale antall av hver enhet er m, n og p, respektivt. where R<1>, R2 and R<4> are independently n- or isoallyl groups having 4 to 16 carbon atoms, R<3> is an n- or isoalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, m is an integer in the range 1 to 7, n is an integer in the range 0 to 37, and p is an integer in the range 0 to 12, given that -(CR<2>H)-, -(CH2)- and -(CR<3>H)- in [ ] is bound in any order and that the total number of each unit is m, n and p, respectively.

I formel (I) ovenfor inkluderer R<1>, R2 og R<3>for eksempel fortrinnsvis n-heksyl, n-pentyl, etylheksyl, n-oktyl, n-nonyl og n-decylgrupper, men er ikke begrenset til disse. In formula (I) above, R<1>, R2 and R<3> preferably include, but are not limited to, n-hexyl, n-pentyl, ethylhexyl, n-octyl, n-nonyl and n-decyl groups.

Videre, i formelen ovenfor (I) inkluderer R<4>for eksempel fortrinnsvis metyl, etyl, n-propyl og isopropylgrupper, men er ikke begrenset til disse. Furthermore, in the above formula (I), R<4> preferably includes, for example, methyl, ethyl, n-propyl and isopropyl groups, but is not limited to these.

Medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse kan videre inkludere konvensjonelt kjente medium oljer som en hovedkomponent (for eksempel medium oljen beskrevet i ovenfor avsnitt (bakgrunn av relatert teknikk)), i tillegg til forgrenet, mette alifatisk hydrokarbon som hovedkomponent. Videre, medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse kan omfatte et hydrokarbon inneholdende urenheter så som oksygen, nitrogen, silikon og halogen, og lignende, i tillegg til ovenfor angitte hovedkomponent og mindre komponenter. Ytterligere, som hovedkomponent kan den forgrenete mettete alifatiske hydrokarbon benyttes i en kombinasjon av 2 eller flere forskjellige typer hydrokarboner. The medium oil according to the present invention can further include conventionally known medium oils as a main component (for example the medium oil described in the above section (background of related technology)), in addition to branched, saturated aliphatic hydrocarbon as a main component. Furthermore, the medium oil according to the present invention may comprise a hydrocarbon containing impurities such as oxygen, nitrogen, silicone and halogen, and the like, in addition to the above-mentioned main component and minor components. Furthermore, as the main component, the branched saturated aliphatic hydrocarbon can be used in a combination of 2 or more different types of hydrocarbons.

Medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse kan være avledet fra syntetisk olje eller naturolje i råmaterialer, men er fortrinnsvis fra syntetiske materialer. The medium oil according to the present invention can be derived from synthetic oil or natural oil in raw materials, but is preferably from synthetic materials.

For å fremstille medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse som har de ovenfor angitte karakteristika, foreslås en fremgangsmåte for å separere parafin fra en naturolje ved anvendelse av adsorpsjon på en molekylsikt; en separasjons-prosess ved anvendelse av destillering eller en kombinasjon av destillering og oLfctrahorinn\/oH ot ImcorniHHol- an h\/Hrnnanarinncmatnrlo frir nati irnliorv an synteseprosess ved anvendelse av en prosess med produktselektivitet (dvs. selektivitet for parafin) så som Fischer-Tropsch syntese, etc; eller en prosess for polymerisering og/eller kopolymerisering av et -olefin. In order to produce the medium oil according to the present invention which has the above-mentioned characteristics, a method is proposed for separating paraffin from a natural oil using adsorption on a molecular sieve; a separation process using distillation or a combination of distillation and oLfctrahorinn\/oH ot ImcorniHHol- an h\/Hrnnanarinncmatnrlo frir nati irnliorv an synthesis process using a process with product selectivity (ie selectivity for paraffin) such as Fischer-Tropsch synthesis, etc; or a process for polymerization and/or copolymerization of an -olefin.

Polymeriseringen eller kopolymeriseringsprosessen av --olefinet inkluderer, men er ikke begrenset til, en fremgangsmåte for å oppnå dimerer til oktamerer av „ -olefinet som har 6 til 18 karbonatomer, mer fortrinnsvis dimerer til pentamerer av - -olefinet som har 8 til 12 karbonatomer så som 1 -okten, 1-deken, 1-dodeken, etc. En av de mest foretrukne eksempler kan for eksempel være poly-1-deken (en trimer). The polymerization or copolymerization process of the --olefin includes, but is not limited to, a process for obtaining dimers to octamers of the -olefin having 6 to 18 carbon atoms, more preferably dimers to pentamers of the --olefin having 8 to 12 carbon atoms so such as 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, etc. One of the most preferred examples can be, for example, poly-1-decene (a trimer).

Polymeriseringen eller kopolymeriseringen av - -olefinet kan utføres i nærvær av en polymeriseringskatalysator så som Friedel-Crafts katalysator inkluderende for eksempel komplekser omfattende aluminium triklorid, bortrifluorid eller bortrifluorid og vann, alkoholer så som etanol, propanol eller butanol, eller estere så som etylacetat eller etylpropionat. The polymerization or copolymerization of the - -olefin can be carried out in the presence of a polymerization catalyst such as a Friedel-Crafts catalyst including, for example, complexes comprising aluminum trichloride, boron trifluoride or boron trifluoride and water, alcohols such as ethanol, propanol or butanol, or esters such as ethyl acetate or ethyl propionate .

Videre er Fischer-Tropsch syntesen en fremgangsmåte for å syntetisere en væskeformig hydrokarbon med reaksjon av karbonmonoksid og hydrogen i nærvær av en katalysator (for eksempel en jern-, kobalt- eller nikkel-basert katalysator eller en ruteniumkatalysator). Furthermore, the Fischer-Tropsch synthesis is a method for synthesizing a liquid hydrocarbon with the reaction of carbon monoxide and hydrogen in the presence of a catalyst (for example an iron, cobalt or nickel-based catalyst or a ruthenium catalyst).

Det forgrenete, mettete alifatiske hydrokarbon i samsvar med foreliggende oppfinnelse tilfredsstiller reaksjonsbetingelsene beskrevet ovenfor og frigjør ikke hydrogen, dekomponere eller polymeriserer selv om temperaturer er så høye som 300°C. Således, i motsetning til konvensjonelt kjente naturlige mineraloljer anvendt som medium oljer, så gir medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse ikke karbonrester som et resultat av termisk dekomponering ved høye temperaturer. Videre, katalysatoren anvendt ifølge foreliggende oppfinnelse bil kunne forsiktig deaktivert av kokeprosessen. The branched, saturated aliphatic hydrocarbon according to the present invention satisfies the reaction conditions described above and does not release hydrogen, decompose or polymerize even at temperatures as high as 300°C. Thus, in contrast to conventionally known natural mineral oils used as medium oils, the medium oil according to the present invention does not produce carbon residues as a result of thermal decomposition at high temperatures. Furthermore, the catalyst used according to the present invention car could be carefully deactivated by the cooking process.

I medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse er prosentandelen av mettete alifatisk hydrokarbon i medium oljen (%CP) med hensyn til totalt antall karbonatomer i medium oljen (nemlig summen av antall karbonatomer i hoved-komponenten hydrokarboner pluss antall karbonatomer i de mindre komponenter) 70% eller mer, fortrinnsvis 80% eller mer. Idet %CP av medium oljen er mindre enn 70%, er det noen ganger mulig å opprettholde synteseeffektiviteten av den oksygeninneholdende organiske forbindelse i lang tid. Innholdet av den mettete alifatiske hydrokarbon i medium oljen, i forhold til totalt antall karbonatomer i medium oljen, kan bestemmes ved følgende analyseprosedyre, uten begrensing dertil, inkluderende for eksempel en ringanalyse ved anvendelse av n-d-M-metoden (ASTM D 3238). Innholdet av det mettete alifatiske hydrokarbon i foreliggende beskrivelse er en verdi bestemt n-d-M-metoden. Termen "ringanalyse" angir en fremgangsmåte for å analysere anordningen av karbonatomer (så som %Ca, %Cn, %Cr, %CP) i alle forbindelsene som utgjør en olje (dvs. en oljesammensetning og/eller en olje-blanding fra en beregningsformel prebestemt basert på fysiske og kjemiske egenskaper for oljen. Heri er %Ca en prosentandel av aromatiske karbonatomer inneholdt i oljen som analyseres, basert på det totale karbonatomer i den ovenfor angitt oljen, dvs. antallet karbonatomer som utgjør den aromatiske ring, %Cner prosentandel nafteniske karbonatomer inneholdt i oljen som analyseres, basert på det totale antall karbonatomer i oljen ovenfor (dvs. antallet karbonatomer som utgjør den alicykliske ring), %Cr er en prosentandel aromatiske karbonatomer og nafteniske karbonatomer inneholdt i oljen som analyseres, basert på totalt karbonatomer i oljen ovenfor, og %CP er en prosentandel parafinkarbonatomer inneholdt i oljen som analysert, basert på de totale karbonatomer i oljen over (dvs., antall karbonatomer som utgjør den mettete alifatiske hydrokarbonkjede). I medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse er de fleste alifatiske hydrokarboner parafinbaserte hydrokarboner og utmettete alifatiske hydrokarboner er omtrent ikke til stede, slik at %Ca + %Cn+ %CP = 100 eller %CP = 100. In the medium oil according to the present invention, the percentage of saturated aliphatic hydrocarbon in the medium oil (%CP) with respect to the total number of carbon atoms in the medium oil (namely the sum of the number of carbon atoms in the main component hydrocarbons plus the number of carbon atoms in the minor components) is 70% or more, preferably 80% or more. Since the %CP of the medium oil is less than 70%, it is sometimes possible to maintain the synthesis efficiency of the oxygen-containing organic compound for a long time. The content of the saturated aliphatic hydrocarbon in the medium oil, in relation to the total number of carbon atoms in the medium oil, can be determined by the following analytical procedure, without limitation thereto, including, for example, a ring analysis using the n-d-M method (ASTM D 3238). The content of the saturated aliphatic hydrocarbon in the present description is a value determined by the n-d-M method. The term "ring analysis" denotes a method of analyzing the arrangement of carbon atoms (such as %Ca, %Cn, %Cr, %CP) in all the compounds that make up an oil (ie an oil composition and/or an oil mixture from a calculation formula predetermined based on physical and chemical properties of the oil, where %Ca is a percentage of aromatic carbon atoms contained in the oil being analyzed, based on the total carbon atoms in the above oil, i.e. the number of carbon atoms that make up the aromatic ring, %C is the percentage of naphthenic carbon atoms contained in the oil being analyzed, based on the total number of carbon atoms in the above oil (ie the number of carbon atoms making up the alicyclic ring), %Cr is a percentage of aromatic carbon atoms and naphthenic carbon atoms contained in the oil being analyzed, based on total carbon atoms in the oil above, and %CP is a percentage of paraffinic carbon atoms contained in the oil as analyzed, based on the total carbon atoms in the oil above (ie, the number of carb onatoms that make up the saturated aliphatic hydrocarbon chain). In the medium oil according to the present invention, most aliphatic hydrocarbons are paraffin-based hydrocarbons and unsaturated aliphatic hydrocarbons are almost not present, so that %Ca + %Cn+ %CP = 100 or %CP = 100.

Medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse har et midlet molekylt vekt i området fra 200 til 800, uten begrensning dertil, med fortrinnsvis fra 280 til 600 og mest fortrinnsvis fra 400 til 600. Dersom den vektmidlete molekylære vekt er mindre enn 170, blir mengden av medium olje som evaporeres for stor, og således blir kapasiteten av en felle for den evaporerte medium olje tilveiebrakt nedstrøms for reaktoren eller kapasiteten av en oljeresirkuleringspumpe øker. Av denne grunn, vil fabrikkostnadene øke. Videre, det er noen ganger vanskelig å regulere oljemengden i reaktoren, og deretter å regulere temperaturen. På den andre side, idet vektmidlet molekylvekt i medium oljen overstiger 800, så vil viskositeten av oljen øke mens løseligheten av CO og H2reduseres, og dette kan forårsake reduksjon i reaksjonseffektivitet av synteseprosessen. Vektmidlet molekylvekt av medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse kan bestemmes for eksempel ved hjelp av massespektroskopi eller gelpermearingskromatografi. The medium oil according to the present invention has an average molecular weight in the range from 200 to 800, without limitation thereto, with preferably from 280 to 600 and most preferably from 400 to 600. If the weight average molecular weight is less than 170, the amount of medium oil which is evaporated is too large, and thus the capacity of a trap for the evaporated medium oil is provided downstream of the reactor or the capacity of an oil recirculation pump is increased. For this reason, factory costs will increase. Furthermore, it is sometimes difficult to regulate the amount of oil in the reactor, and subsequently to regulate the temperature. On the other hand, as the weight average molecular weight in the medium oil exceeds 800, the viscosity of the oil will increase while the solubility of CO and H2 is reduced, and this may cause a reduction in the reaction efficiency of the synthesis process. The average molecular weight of the medium oil according to the present invention can be determined, for example, by means of mass spectroscopy or gel permeation chromatography.

Flytpunktet for medium oljen i samsvar med foreliggende oppfinnelse er ikke spesielt begrenset, men er fortrinnsvis -10°C eller mindre, mer fortrinnsvis - 20°C eller mindre, og mest fortrinnsvis -30°C eller mindre. Dersom flytpunktet er høyere enn -10°C, kan medium oljen være frosset ved omgivelsestemperatur eller ved generelle temperaturer om vinteren. Av denne grunn vil fabrikkostnadene øke på grunn av ytterligere behandlinger så som holde rørledningene varme er nødvendig, eller det er vanskelig å utføre arbeid så som oljehåndtering. Videre, i tilfellet med oppløst CO2som et biprodukt av DME generert med DEM-syntesereaksjon, er den effektiv til å avkjøle den genererte gass i en kjøler til -20°C eller lavere. Imidlertid, siden det er en risiko for at kjøleren kan være lukket idet den vaporiserte medium olje føres over til kjøleren, er flytpunktet fortrinnsvis -20°C eller lavere, og mer fortrinnsvis -30°C eller lavere. Flytpunktet kan bestemmes for eksempel ved hjelp av JIS K 2269. Flytpunktet som beskrevet ifølge foreliggende spesifikasjon er en verdi bestemt med JIS K 2269. The pour point of the medium oil according to the present invention is not particularly limited, but is preferably -10°C or less, more preferably -20°C or less, and most preferably -30°C or less. If the pour point is higher than -10°C, the medium oil may be frozen at ambient temperature or at general temperatures in winter. For this reason, factory costs will increase because additional treatments such as keeping the pipelines warm are necessary, or it is difficult to perform work such as oil handling. Furthermore, in the case of dissolved CO 2 as a by-product of DME generated by DEM synthesis reaction, it is effective to cool the generated gas in a cooler to -20°C or lower. However, since there is a risk that the cooler may be closed as the vaporized medium oil is transferred to the cooler, the pour point is preferably -20°C or lower, and more preferably -30°C or lower. The pour point can be determined for example using JIS K 2269. The pour point as described according to the present specification is a value determined by JIS K 2269.

Viskositeten av medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse er ikke spesielt begrenset, men fortrinnsvis 0,05 til 10 cP ved reaksjonstemperaturen. Dersom viskositeten er mye over 10 cP vil bevegelseshastigheten (dvs. flytraten) for rågassen og produktet oppløst i væskefasen i slurry-bed reaksjonssjiktet reduseres, og videre vil gassopphold og det totale overflatearealet i boblene reduseres på grunn av økning i boblediameter, og dette vil resultere i en reduksjon av reaksjonseffektiviteten. Videre, i tilfellet en eksoterm reaksjon så som DEM-syntese vil en varmeutveksler installeres i reaktoren for å fjerne varme fra reaktoren. I dette tilfellet vil varmeoverføringskoeffisienten reduseres idet viskositeten av medium oljen økes, noe som krever økning i varmeover-føringsoverflaten. Idet viskositeten av medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse er langt under 0,05 cP, blir katalysatoren enkelt precipitert og blir svakt dispergert. Således, graden av kontakt mellom katalysatoren og rågassen blir dårlig og reaksjonseffektiviteten kan bli senket. Slik viskositet kan bestemmes for eksempel ved å beregne den kinematiske viskositet og den spesifikke gravitet av medium oljen etter måling av den kinematiske viskositet og spesifikt gravitet. I foreliggende beskrivelse ble viskositeten bestemt med metoder som beskrevet ovenfor. The viscosity of the medium oil according to the present invention is not particularly limited, but preferably 0.05 to 10 cP at the reaction temperature. If the viscosity is much above 10 cP, the movement speed (i.e. the flow rate) of the raw gas and the product dissolved in the liquid phase in the slurry-bed reaction layer will be reduced, and furthermore, gas retention and the total surface area in the bubbles will be reduced due to an increase in bubble diameter, and this will result in a reduction of the reaction efficiency. Furthermore, in the case of an exothermic reaction such as DEM synthesis, a heat exchanger will be installed in the reactor to remove heat from the reactor. In this case, the heat transfer coefficient will be reduced as the viscosity of the medium oil is increased, which requires an increase in the heat transfer surface. Since the viscosity of the medium oil according to the present invention is far below 0.05 cP, the catalyst is easily precipitated and is slightly dispersed. Thus, the degree of contact between the catalyst and the raw gas becomes poor and the reaction efficiency may be lowered. Such viscosity can be determined, for example, by calculating the kinematic viscosity and the specific gravity of the medium oil after measuring the kinematic viscosity and specific gravity. In the present description, the viscosity was determined using methods as described above.

Innholdet av svovel i medium oljen er fortrinnsvis flere ppm eller mindre, og mer fortrinnsvis 1 ppm eller mindre. Dersom innholdet av svovel overstiger det ovenfor angitt område, kan katalysatoren forgiftes av svovel og kan deaktiveres. The content of sulfur in the medium oil is preferably several ppm or less, and more preferably 1 ppm or less. If the content of sulfur exceeds the range indicated above, the catalyst can be poisoned by sulfur and can be deactivated.

50%-destillasjonspunktet (nemlig temperaturen hvorved 50% av oljen evaporerer under normalt trykk) av medium oljen i samsvar med foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis 230°C eller høyere. Dersom 50%-destillasjonspunktet eller lavere enn temperaturen over, og dersom mengden av evaporert olje er større under en tilstand av reaksjonstemperatur og trykk, er det noen ganger nødvendig å øke kapasiteten av fellen for den evaporerte medium olje tilveiebrakt nedstrøms fra reaktoren, og således vil fabrikkostnadene øke. The 50% distillation point (namely the temperature at which 50% of the oil evaporates under normal pressure) of the medium oil in accordance with the present invention is preferably 230°C or higher. If the 50% distillation point or lower than the temperature above, and if the amount of evaporated oil is greater under a condition of reaction temperature and pressure, it is sometimes necessary to increase the capacity of the trap for the evaporated medium oil supplied downstream from the reactor, and thus will factory costs increase.

Blant andre fysiske egenskaper av medium oljen som påvirker reaksjonen er løselighet eller hastighet av oppløsning av råmaterialet, produktet og reaksjonsmellomprodukt i reaksjonen. For eksempel, for syntese av dimetyleter vil løseligheten og oppløsningshastigheten av råmaterialet så som karbonmonoksid eller hydrogen, reaksjonsmellomproduktet så som metanol eller vann og produktet så som dimetyleter eller karbondioksid, tilhører de fysiske egenskaper i medium oljen som påvirker reaksjonen. Dersom løse-lighet eller oppløsningshastigheten av råmaterialet i medium olje er lav, vil effektiviteten av råmaterialer som når katalysatoren og deretter blir omdannet bli redusert. Og, dersom løselighet av produktet så som dimetyleter eller karbondioksid er høy, vil reaksjonen på katalysatoren for å produsere dimetyleter eller karbondioksid bli vanskelig å utvikle. I tillegg, det er ønskelig at vann eller metanol som reaksjonsmellomproduktforbindelse når et aktivitetssted i nærheten av katalysatorstedet umiddelbart etter generering derav, og at den blir omdannet. Medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse kan tilfredsstille de ovenfor nevnte krav med hensyn til løselighet og oppløsningshastighet. Among other physical properties of the medium oil that affect the reaction are solubility or rate of dissolution of the raw material, product and reaction intermediate in the reaction. For example, for the synthesis of dimethyl ether, the solubility and dissolution rate of the raw material such as carbon monoxide or hydrogen, the reaction intermediate such as methanol or water and the product such as dimethyl ether or carbon dioxide will belong to the physical properties of the medium oil that affect the reaction. If the solubility or dissolution rate of the raw material in medium oil is low, the efficiency of raw materials that reach the catalyst and are then converted will be reduced. And, if the solubility of the product such as dimethyl ether or carbon dioxide is high, the reaction on the catalyst to produce dimethyl ether or carbon dioxide will be difficult to develop. In addition, it is desirable that water or methanol as a reaction intermediate compound reaches an activity site in the vicinity of the catalyst site immediately after generation thereof, and that it is converted. The medium oil according to the present invention can satisfy the above-mentioned requirements with respect to solubility and dissolution rate.

Medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse er en medium olje anvendt i slurry-bed reaksjonsprosedyren. Slik slurry-bed reaksjonsprosedyre er ikke The medium oil according to the present invention is a medium oil used in the slurry-bed reaction procedure. Such slurry-bed reaction procedure is not

spesielt begrenset, så lenge det utfører reaksjon i katalysatorslurryen som en blanding av en faststoffkondensator og en medium og inkluderer for eksempel slurry-bed reaksjonsprosedyren for syntetisere en alternativ organisk forbindelse (dvs. et hydrokarbon) og/eller en oksygeninneholdende organisk forbind- particularly limited, as long as it performs reaction in the catalyst slurry as a mixture of a solid condenser and a medium and includes, for example, the slurry-bed reaction procedure to synthesize an alternative organic compound (ie, a hydrocarbon) and/or an oxygen-containing organic compound

else fra rågassmaterialet omfattende den organiske forbindelse (dvs. hydrokarbon og/eller karbonmonoksid og hydrogen. etc. from the raw gas material comprising the organic compound (i.e. hydrocarbon and/or carbon monoxide and hydrogen.

Medium olje ifølge foreliggende oppfinnelse appliseres fortrinnsvis til slurry-bed reaksjonsprosedyren for å syntetisere den oksygeninneholdende forbindelse fra råmaterialet inneholdende karbonmonoksid og hydrogen. Eksempler på slike oksygeninneholdende organiske forbindelser inkluderer, men er ikke begrenset til, etere så som dimetyleter, metyltert (tertinær)-butyleter, etyltert-butyleter eller tert-amulmetyleter; alkoholer så som metanol eller etanol; dimetylkarbonat, acetaldehyd, karboksylsyre så som eddiksyre; eller dimetoksymetan eller dimetoksyetan. Medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse kan videre benyttes i syntese av olefiner så som propylen eller etylen, eller hydrokarboner så som bensinkomponenter. Like synteser inkluderer syntese av hydrokarbon eller oksygeninnholdende organisk forbindelse som et reaksjonsmellomprodukt annet enn hydrokarboner eller den oksygeninneholdende organiske forbindelse som et endelig produkt. Medium oil according to the present invention is preferably applied to the slurry-bed reaction procedure to synthesize the oxygen-containing compound from the raw material containing carbon monoxide and hydrogen. Examples of such oxygen-containing organic compounds include, but are not limited to, ethers such as dimethyl ether, methyl tert (tertiary)-butyl ether, ethyl tert-butyl ether or tert-amyl methyl ether; alcohols such as methanol or ethanol; dimethyl carbonate, acetaldehyde, carboxylic acid such as acetic acid; or dimethoxymethane or dimethoxyethane. The medium oil according to the present invention can further be used in the synthesis of olefins such as propylene or ethylene, or hydrocarbons such as petrol components. Similar syntheses include the synthesis of a hydrocarbon or oxygen-containing organic compound as a reaction intermediate other than hydrocarbons or the oxygen-containing organic compound as a final product.

Som prosess for fremstilling av dimetyleter ifølge oppfinnelsen kan enhver prosesess for fremstilling av dimetyleter som konvensjonelt er kjent anvendes, med unntak av at medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes. Med andre ord, ved å passere rågassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom katalysatorslurryen omfattende en blanding av medium oljen ifølge oppfinnelsen, en katalysator for syntese av metanol, en metanoldehydreringskatalysator eller en metanolskift og dehydringskatalyator, så oppnås det dimetyleter. Videre, fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen appliseres så klart til en fremgangsmåte ved henvendelse av en katalysator som har tre funksjoner, så som metanolsyntese, dehydrering og skifting. Rågassmaterialet kan forsynes ved gassifisering av kull eller omdanning av metan. Reaksjonstemperaturen er fortrinnsvis i området fra 150°C til 400°C, og mer fortrinnsvis fra 250°C til 300°C. Videre, reaksjonstrykket er fortrinnsvis i området 1 til 15 MPa og mer fortrinnsvis fra 3 til 7 MPa. Videre, mengden av katalysator i medium olje er fortrinnsvis i området fra 1 til 5 vekt%, og mer fortrinnsvis fra 10 til 30 vekt%. As a process for the production of dimethyl ether according to the invention, any process for the production of dimethyl ether which is conventionally known can be used, with the exception that the medium oil according to the present invention is used. In other words, by passing the raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through the catalyst slurry comprising a mixture of the medium oil according to the invention, a catalyst for the synthesis of methanol, a methanol dehydration catalyst or a methanol shift and dehydration catalyst, dimethyl ether is obtained. Furthermore, the method according to the invention is clearly applied to a method using a catalyst which has three functions, such as methanol synthesis, dehydration and shifting. The raw gas material can be supplied by gasification of coal or conversion of methane. The reaction temperature is preferably in the range from 150°C to 400°C, and more preferably from 250°C to 300°C. Furthermore, the reaction pressure is preferably in the range of 1 to 15 MPa and more preferably from 3 to 7 MPa. Furthermore, the amount of catalyst in medium oil is preferably in the range from 1 to 5% by weight, and more preferably from 10 to 30% by weight.

I prosessen for fremstilling av dimetyleter i samsvar med foreliggende oppfinnelse inkluderer metanolsyntesekatalysatoren kjent metanol-katalysatorer, for eksempel en katalysator representert med sammen-setningsformelen: Cu-Zn-M-0 (hvor M representerer et vilkårlig metallisk atom valgt fra gruppen omfattende aluminium, silikon, titan, zirkonium, krom, cerium og gallium). In the process for producing dimethyl ether in accordance with the present invention, the methanol synthesis catalyst includes known methanol catalysts, for example a catalyst represented by the compositional formula: Cu-Zn-M-0 (where M represents an arbitrary metallic atom selected from the group consisting of aluminum, silicon , titanium, zirconium, chromium, cerium and gallium).

I prosessen for fremstilling av dimetyleter i samsvar med foreliggende oppfinnelse inkluderer eksempler på metanoldehydreringskatalysatoren en kjent metanoldehydreringskatalysator, en kjent metanoldehydreringskatalysator omfattende alumina som hovedkomponent eller en dehydreringskatalysator omfattende silika, silika.aluminer eller zeolitt som hovedkomponent. In the process for producing dimethyl ether in accordance with the present invention, examples of the methanol dehydration catalyst include a known methanol dehydration catalyst, a known methanol dehydration catalyst comprising alumina as the main component or a dehydration catalyst comprising silica, silica.alumines or zeolite as the main component.

I prosessen for fremstilling av dimetyleter i samsvar med foreliggende oppfinnelse er et eksempel for skiftkatalysator inkluderende kopper, sink, jern eller krom. In the process for producing dimethyl ether in accordance with the present invention, an example of shift catalyst includes copper, zinc, iron or chromium.

I prosessen for fremstilling av dimetyleter i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan metanoldehydrering/skiftkatalysator anvendes i stedet for en kombinasjon av slik metanoldehydreringskatalysator og skiftkatalysator. Metanoldehydrering/skiftkatalysator er en katalysator med både metanol-dehydreringsfunksjon og metanolskiftfunksjon og for eksempel en katalysator omfattende metanoldehydreringskatalysator med ytterligere en skiftfunksjon av kopper, dvs. metanoldehydrering/skiftkatalysator omfattende kopperoksider, alumina som hovedkomponent (sammensetningsforme!: Cu-AI-O); metanoldehydrering/skiftkatalysator omfattende kopperoksider og silikonoksider (sammensetningsforme!: Cu-Si-O); eller metanoldehydrering/skiftkatalysator omfattende kopperoksider, silika og alumina (sammensetningsforme!: Cu-Si-Al-O). Produktet fremstilt med fremgangsmåten i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan separeres og renses med en konvensjonell metode. In the process for producing dimethyl ether in accordance with the present invention, methanol dehydration/shift catalyst can be used instead of a combination of such methanol dehydration catalyst and shift catalyst. Methanol dehydration/shift catalyst is a catalyst with both a methanol dehydration function and a methanol shift function and, for example, a catalyst comprising a methanol dehydration catalyst with an additional copper shift function, i.e. a methanol dehydration/shift catalyst comprising copper oxides, alumina as the main component (form of composition!: Cu-AI-O); methanol dehydration/shift catalyst comprising copper oxides and silicon oxides (form of composition!: Cu-Si-O); or methanol dehydration/shift catalyst comprising copper oxides, silica and alumina (form of composition!: Cu-Si-Al-O). The product produced by the method according to the present invention can be separated and purified by a conventional method.

Som prosess for fremstilling av en blanding omfattende dimetyleter og metanol i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan enhver konvensjonell kjent prosess for fremstilling av blandingen omfattende dimetyleter og metanol anvendes, med unntak av at medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes. Med andre ord, ved å passere rågassen inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom katalysatorslurryen omfattende en blanding av medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse, en katalysator for syntese av metanol, en metanoldehydreringskatalysator eller en metanolskift og dehydreringskatalysator, så oppnås blandingen omfattende dimetyleter og metanol. I tillegg, prosessen ifølge foreliggende oppfinnelse appliseres så klart på en fremgangsmåte ved anvendelse av en katalysator som har tre funksjoner så som metanolsyntese, dehydrering og skift. Rågassmaterialet, metanolsyntesekatalysatoren, metanoldehydreringskatalysatoren og metanolskift og dehydreringskatalysatoren anvendes i prosessen for fremstilling av blandingen beskrevet ovenfor kan være den samme som de som anvendes i prosessen for fremstilling av dimetyleter beskrevet ovenfor. Imidlertid, i tilfellet prosess for fremstilling av blandingen omfatter dimetyleter og metanol, er det foretrukket å benytte silika eller silika og alumina basert metanoldehydreringskatalysator og skiftkatalysator med den samme base; eller metanoldehydrering/skiftkatalysator omfattende silika som hovedkomponent; eller metanoldehydrering/skiftkatalysator omfattende silika og alumina som hovedkomponent. As a process for producing a mixture comprising dimethyl ether and methanol in accordance with the present invention, any conventional known process for producing the mixture comprising dimethyl ether and methanol can be used, with the exception that the medium oil according to the present invention is used. In other words, by passing the raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through the catalyst slurry comprising a mixture of the medium oil according to the present invention, a catalyst for the synthesis of methanol, a methanol dehydration catalyst or a methanol shift and dehydration catalyst, the mixture comprising dimethyl ether and methanol is obtained. In addition, the process according to the present invention is clearly applied to a method using a catalyst that has three functions such as methanol synthesis, dehydration and shift. The raw gas material, methanol synthesis catalyst, methanol dehydration catalyst and methanol shift and dehydration catalyst used in the process for producing the mixture described above may be the same as those used in the process for producing dimethyl ether described above. However, in the case of the process for preparing the mixture comprising dimethyl ether and methanol, it is preferred to use silica or silica and alumina based methanol dehydration catalyst and shift catalyst with the same base; or methanol dehydration/shift catalyst comprising silica as the main component; or methanol dehydration/shift catalyst comprising silica and alumina as the main component.

De følgende eksperimentelle eksempler er for illustreringsformål av oppfinnelsen, uten begrensning. The following experimental examples are for illustrative purposes of the invention, without limitation.

Eksempel 1.Example 1.

Rensing av medium olje ifølge foreliggende oppfinnelse.Purification of medium oil according to the present invention.

Ved å utføre polymerisering av 1 -deken som et råmateriale i nærvær av en aluminiumklorid katalysator og vann som en promotor ved -20 til 30°C, og metning med tilsetning av hydrogen, deretter rensing, ble det oppnådd et produkt som var medium oljen. Fysiske egenskaper derav ble justert avhengig av sammensetningen av råmaterialet, polymeriseringstemperatur og/eller betingelsene for rensing (dvs. destillasjon). Den oppnådd medium olje ble underlagt bestemmelse av kjemiske egenskaper med følgende midler. By carrying out polymerization of 1 -decene as a raw material in the presence of an aluminum chloride catalyst and water as a promoter at -20 to 30°C, and saturation with the addition of hydrogen, then purification, a product was obtained which was the medium oil. Physical properties thereof were adjusted depending on the composition of the raw material, polymerization temperature and/or conditions of purification (ie distillation). The obtained medium oil was subjected to the determination of chemical properties by the following means.

Vektmidlet molekylvekt av medium olje ble målt ved hjelp av massespektroskopi og gelpermearingskromatografi. Vanndamptrykket ble bestemt ved anvendelse av en kokepunktprosedyre ved hjelp av en ebulliometer. %CP som en prosentandel av parafinisk karbonatomer i forhold til totale karbonatomer ble bestemt ved n-d-M-metoden (ASTM D 3238). Viskositeten ved 260°C ble målt ved anvendelse av kinemetisk viskositet og spesifikk gravitet. Til sist ble flytpunktet bestemt med JIS K 2269. Som et resultat ble det identifisert at det produserte ,,-olefinolegomer har en struktur representert med formel (I), vektmidlet molekylvekt på 427, damptrykk på 1,2 kPa ved 260°C og flytpunktet på -70°C, i tillegg til %CP, viskositet, flytpunkt og andre fysiske egenskaper innenfor de ønskede områder beskrevet ovenfor. Videre, innholdet av svovel i den oppnådde medium olje var lik til eller mindre enn 1 ppm. The weight average molecular weight of medium oil was measured using mass spectroscopy and gel permeation chromatography. The water vapor pressure was determined using a boiling point procedure using an ebulliometer. %CP as a percentage of paraffinic carbon atoms relative to total carbon atoms was determined by the n-d-M method (ASTM D 3238). The viscosity at 260°C was measured using kinematic viscosity and specific gravity. Finally, the pour point was determined by JIS K 2269. As a result, it was identified that the produced ,,-olefin oligomers have a structure represented by formula (I), weight average molecular weight of 427, vapor pressure of 1.2 kPa at 260°C and the pour point at -70°C, in addition to %CP, viscosity, pour point and other physical properties within the desired ranges described above. Furthermore, the content of sulfur in the obtained medium oil was equal to or less than 1 ppm.

Medium oljen angitt ovenfor som medium olje i eksempel 1. The medium oil indicated above as medium oil in example 1.

Sammenlignende eksempler 1 og 2.Comparative examples 1 and 2.

Rensing av medium oljen som sammenligende eksempler.Purification of the medium oil as comparative examples.

Ved å utføre polymerisering av en blanding av n-buten og isobuten (inneholdende en spormengde butan, etc.) som et råmateriale i nærhet av en aluminiumkloridkatalysator og vann som en promotor ved -20 til 30°C og metning med tilsetning av hydrogen, og deretter rensing, ble et produkt oppnådd. Fysiske egenskaper derav ble justert avhengig av sammensetningen av råmaterialet, polymeriseringstemperaturen og/eller betingelsene for rensingen (dvs. destillasjon). Produktet ble underlagt separering av både alikvoter omfattende en medium olje som har vektmidlet molekylvekt på 300 og andre medium oljer som har vektmidlet molekylvekt på 470. Kjemiske egenskaper for disse medikale oljer ble bestemt med samme prosedyrer som illustrert i eksempel 1. Det ble funnet at medium oljen som har vektmidlet molekylvekt på 300 har vanndamptrykk på 27 kPa ved 260°C og flytpunkt på - 40°C, mens medium oljen som har vektmidlet molekylvekt på 470 viste vanndamptrykk på 2,0 kPa ved 260°C og flytpunkt på -20°C. By carrying out polymerization of a mixture of n-butene and isobutene (containing a trace amount of butane, etc.) as a raw material in the presence of an aluminum chloride catalyst and water as a promoter at -20 to 30°C and saturation with the addition of hydrogen, and then purification, a product was obtained. Physical properties thereof were adjusted depending on the composition of the raw material, the polymerization temperature and/or the conditions of the purification (ie, distillation). The product was subjected to separation of both aliquots comprising a medium oil having a weight average molecular weight of 300 and other medium oils having a weight average molecular weight of 470. Chemical properties of these medical oils were determined using the same procedures as illustrated in Example 1. It was found that medium the oil that has a weight average molecular weight of 300 has a water vapor pressure of 27 kPa at 260°C and a pour point of -40°C, while the medium oil that has a weight average molecular weight of 470 showed a water vapor pressure of 2.0 kPa at 260°C and a pour point of -20° C.

Heretter vil medium oljen som har vektmidlet molekylvekt på 300 benevnes som medium olje i sammenlignende eksempel 1, og medium oljen med vektmidlet molekylvekt på 470 benevnes som medium oljen i sammenlignende eksempel... Hereafter, the medium oil with the weight average molecular weight of 300 will be referred to as medium oil in comparative example 1, and the medium oil with the weight average molecular weight of 470 will be referred to as the medium oil in comparative example...

Eksempel 2.Example 2.

Syntese av dimetvleter/ metanol og evaluering av svnteseeffektivitet.Synthesis of dimethyl ether/methanol and evaluation of synthesis efficiency.

Fig. 14 viser et konstruksjonsskjema for et synteseapparat som illustrerer syntesen av dimetyleter. Fig. 14 shows a construction diagram for a synthesis apparatus illustrating the synthesis of dimethyl ether.

I et reaktorsynteseapparat ble det tilsatt 1552 g medium olje i eksempel 1, deretter 259 g av en metanolsyntesekatalysator basert på kopper-sink-alumina (CuO/ZnO/AI203 : 31/16/53) og 129 g av en aluminabasert metanoldehydrering/ skiftkatalysator (CuO/Si02'AI2O3) for å danne en slurry-bed (vektforhold av metanolsyntesekatalysator og metanoldehydrering/skift katalysator (metanolsyntesekatalysator:metanoldehydrering/skiftkatalysator = 2:1, og den totale vekt av metanolsyntesekatalysatoren og metanoldehydrering/ skiftkatalysatoren er 388 g), en slurry ble fremstilt ved å blande det ovenfor og deretter ble reaktoren lukket. Ved å passere rågassmaterialet (karbonmonoksid: 18,11 NL/min., hydrogengass: 18,11 NL/min., ble mengden som passerte bestemt ved anvendelse av masseflowmeter) gjennom slurryen under omrøring av slurryen i reaktoren, og syntese av dimetyleter ble utfør. Reaksjonstemperaturen var260°C, og reaksjonstrykket var 5 MPa. Videre, for å bringe katalysatoren til et egnet reduksjonstilstand før utføring av syntesen ble en preliminær reduksjonsoperasjon utført ved å passere en 1:1 blandet gass av H2/CO ved ca. 220°C i 12 timer under et trykk på 0,5 MPa gjennom slurryen. In a reactor synthesizer, 1552 g of medium oil in example 1 were added, then 259 g of a methanol synthesis catalyst based on copper-zinc-alumina (CuO/ZnO/AI203 : 31/16/53) and 129 g of an alumina-based methanol dehydration/shift catalyst ( CuO/SiO2'Al2O3) to form a slurry bed (weight ratio of methanol synthesis catalyst and methanol dehydration/shift catalyst (methanol synthesis catalyst:methanol dehydration/shift catalyst = 2:1, and the total weight of methanol synthesis catalyst and methanol dehydration/shift catalyst is 388 g), a slurry was prepared by mixing the above and then the reactor was closed By passing the raw gas material (carbon monoxide: 18.11 NL/min., hydrogen gas: 18.11 NL/min., the amount passed was determined using mass flowmeter) through the slurry while stirring the slurry in the reactor, and synthesis of dimethyl ether was carried out. The reaction temperature was 260°C, and the reaction pressure was 5 MPa. Furthermore, to bring the catalyst to a suitable reduction state before carrying out the synthesis, a preliminary reduction operation was carried out by passing a 1:1 mixed gas of H2/CO at approx. 220°C for 12 hours under a pressure of 0.5 MPa through the slurry.

I dimetyletersynteseprosessen beskrevet ovenfor, ble gassen som passert In the dimethyl ether synthesis process described above, the gas that passed through was

gjennom reaktoren (den produserte gass) avkjølt til ca. 30°C i varmeveksleren, deretter separert til en væskefase inneholdende metanol og vann og en damp-fase inneholdende ikke-reagerte gass komponenter, karbondioksid og dimetyleter i damp-væske-separatoren. Væsken gjenvunnet fra damp-væske-separatoren fikk utslippe av damp-væske-separatoren gjennom en vakuum-ventil, ble brakt til normalt trykk for å vaporisere CO2og DME, og MeOH og H2O ble oppnådd som en væske. Gassen generert under trykkreduksjon (ikke vist i fig. 14) ble målt for gjennomstrømningshastighet med et gassmeter og deretter underlagt en analyse for bestemming av sammensetningen med gasskromatograf. For den oppnådde væske ble, etter bestemmelse av vekt av væsken ved å ta prøve av en fast periode av gjenvinnelsestid, ble sammensetningen analysert ved hjelp av en gasskromatograf. Gassen separert fra damp-væske-separatoren ble målt for gjennomstrømningsrate med et gassmeter og deretter underlagt en analyse for sammensetning ved hjelp av gasskromatograf. For hver av gassene separert fra damp-væske-separatoren, gassen generert under trykkreduksjonen av væsken og restvæsken etter trykkreduksjonen, gjennomstrømningsrate for hver komponent ble beregnet og deretter summert sammen, hvorfra sammensetningen av den genererte gass ble bestemt. Fra resultatene ovenfor ble karbonmonoksidomdanning (enhet = %) og utbyttet av dimetyleter (enhet = mol/g av katalysator og tid (t) beregnet med følgende ligning: through the reactor (the produced gas) cooled to approx. 30°C in the heat exchanger, then separated into a liquid phase containing methanol and water and a vapor phase containing unreacted gas components, carbon dioxide and dimethyl ether in the vapor-liquid separator. The liquid recovered from the vapor-liquid separator was discharged from the vapor-liquid separator through a vacuum valve, brought to normal pressure to vaporize CO 2 and DME, and MeOH and H 2 O were obtained as a liquid. The gas generated during depressurization (not shown in Fig. 14) was measured for flow rate with a gas meter and then subjected to analysis for determination of composition by gas chromatograph. For the liquid obtained, after determining the weight of the liquid by sampling a fixed period of recovery time, the composition was analyzed by means of a gas chromatograph. The gas separated from the vapor-liquid separator was measured for flow rate with a gas meter and then subjected to analysis for composition by gas chromatograph. For each of the gases separated from the vapor-liquid separator, the gas generated during the pressure reduction of the liquid and the residual liquid after the pressure reduction, the flow rate of each component was calculated and then summed together, from which the composition of the generated gas was determined. From the above results, carbon monoxide conversion (unit = %) and the yield of dimethyl ether (unit = mol/g of catalyst and time (t)) were calculated with the following equation:

Omdanning av karbonmonoksid = 100 x (Vjnn- Vut)/VinnConversion of carbon monoxide = 100 x (Vjnn- Vut)/Win

hvor Vinnrepresenterer strømningsraten av karbonmonoksid i rågassmaterialet mens Vuter strømningsraten av karbonmonoksid i den produserte gass. Utbyttet av dimetyleter = VoME/Wcat where Vinn represents the flow rate of carbon monoxide in the raw gas material while Vuter represents the flow rate of carbon monoxide in the produced gas. The yield of dimethyl ether = VoME/Wcat

hvor Wdmerepresenterer mengden dimetyleter pr. time mens Wcater vekten av katalysatoren. where Wdrepresents the amount of dimethyl ether per hour while Wcater the weight of the catalyst.

Videre, (1) omdanning av karbonmonoksid (CO) 100 timer etter reaksjonen ble startet (enhet = %); (2) omdanning av karbonmonoksid (CO) 300 timer etter at reaksjonen var startet (enhet = %); (3) utbyttereduksjon av dimetyleter (DME) Furthermore, (1) conversion of carbon monoxide (CO) 100 hours after the reaction was started (unit = %); (2) conversion of carbon monoxide (CO) 300 hours after the reaction was started (unit = %); (3) yield reduction of dimethyl ether (DME)

(enhet = %); og (4) mengde av medium olje volatilisert 300 timer etter at reaksjonen var startet (enhet = g) ble undersøkt. Videre, utbyttereduksjon av dimetyleter av ovenfor (3) betyr et reduksjonsforhold av (utbytte av dimetyleter 300 timer atter at reaksjonen ble startet (B) i forhold til (utbytte av dimetyleter 100 timer etter at reaksjonen ble startet (A) representert med (A-B)/A). (unit = %); and (4) amount of medium oil volatilized 300 hours after the reaction was started (unit = g) was investigated. Furthermore, yield reduction of dimethyl ether of above (3) means a reduction ratio of (yield of dimethyl ether 300 hours after the reaction was started (B) in relation to (yield of dimethyl ether 100 hours after the reaction was started (A) represented by (A-B) /A).

Sammenlignende eksempler 3 og 4.Comparative examples 3 and 4.

Prosedyren illustrert i eksempel 2 ble repetert med unntak av bruk av medium olje i sammenlignende eksempel 1 og 2 i stedet for medium olje fra eksempel 1. The procedure illustrated in example 2 was repeated with the exception of using medium oil in comparative examples 1 and 2 instead of medium oil from example 1.

Resultater fra eksempel 2 og sammenlignende eksempler 3 og 4). Resultatene av ovenfor (1) til (4) oppnådd fra eksempel 2 og sammen-ligningseksempler 3 og 4 er listet i tabell 7. Results from example 2 and comparative examples 3 and 4). The results of above (1) to (4) obtained from Example 2 and Comparative Examples 3 and 4 are listed in Table 7.

Som vist i tabell 7, ble det funnet at idet medium oljen ifølge foreliggende oppfinnelse oppnådd fra eksempel 1 ble anvendt, var det ikke kun mulig å opprettholde en høy rate av syntese av dimetyleter i langtid, men også, sammenlignet med medium olje oppnådd fra sammenligningseksempel 1, var der vesentlig ingen reduksjon i mengden medium olje over lang tid og en stabil syntese over lang tid ble sikret. As shown in Table 7, it was found that when the medium oil of the present invention obtained from Example 1 was used, it was not only possible to maintain a high rate of synthesis of dimethyl ether for a long time, but also, compared to the medium oil obtained from Comparative Example 1, there was essentially no reduction in the amount of medium oil over a long period of time and a stable synthesis over a long period was ensured.

Nærmere bestemt, i tilfellet de sammenlignende eksempler 3 (ved anvendelse av medium olje fra sammenlignende eksempel 1), CO-omdanningen og utbyttereduksjon av DME, dvs. forringelse relatert til tid, var vesentlig lik som for medium olje i eksempel 1. Imidlertid, mengden av medium olje volatilisert var 20 ganger eller mer enn for medium oljen fra eksempel 1. Molekylvek-tfordeling av medium oljen volotilisert i sammenligningseksempelet 3 trakk seg nær molekylvektfordelingen av en fraksjonsseparert med destillasjon, og, fra resultatene av GC-MS-analysen for den ovenfor volatiliserte medium olje, ble det antydet at termisk dekomponering forekommer i kvartanær karbonenhet. Specifically, in the case of Comparative Examples 3 (using medium oil from Comparative Example 1), the CO conversion and yield reduction of DME, i.e., deterioration related to time, was substantially similar to that of medium oil in Example 1. However, the amount of medium oil volatilized was 20 times or more than that of the medium oil of Example 1. Molecular weight distribution of the medium oil volatilized in Comparative Example 3 drew close to the molecular weight distribution of a fraction separated by distillation, and, from the results of the GC-MS analysis for the above volatilized medium oil, it was suggested that thermal decomposition occurs in the quaternary carbon unit.

I sammenlignende eksempel 4 (ved anvendelse av medium olje fra sammenlignende eksempel 2), var det volatiliserte mengde av medium oljen i vesentlig grad lik til medium oljen i eksempel 1, mens CO-omdanningen ved en initiell periode og etter stabilisering ble senket og DME-utbyttereduksjonen ble økt. Det ble antydet at dette skyldes en høy viskositet av medium oljen i sammenlignende eksempel 2 og lav løselighet for rågassmaterialet. Molekylvektfordelingen og medium oljen volatilisert i sammenlignende eksempel 2 strekker seg også nær molekylvektfordelingen av fraksjonen separert ved destillasjon, og, fra resultatene av GC-MS-analysen for den ovenfor volatiliserte medium olje, ble det foreslått at termal dekomponering foregår i kvartanær karbonenhet. In comparative example 4 (using medium oil from comparative example 2), the volatilized amount of the medium oil was substantially similar to the medium oil in example 1, while the CO conversion at an initial period and after stabilization was lowered and DME- the dividend reduction was increased. It was suggested that this is due to a high viscosity of the medium oil in comparative example 2 and low solubility of the raw gas material. The molecular weight distribution and the medium oil volatilized in Comparative Example 2 also range close to the molecular weight distribution of the fraction separated by distillation, and, from the results of the GC-MS analysis for the above volatilized medium oil, it was suggested that thermal decomposition occurs in the quaternary carbon unit.

Som et resultat av massespektroskopianalyse, viste seg at medium oljen oppnådd fra eksempel 1 omfattet trimer og tetramer som hovedkomponenter og spormengde av dimer, pentamer og heksamer. For den volatiliserte medium olje var trimer hovedkomponent og mindre komponenter var spormengde dimer og tetramer, mens ingen termale dekomponerings-produkter var inkludert deri. As a result of mass spectroscopic analysis, it was found that the medium oil obtained from Example 1 comprised trimer and tetramer as main components and trace amount of dimer, pentamer and hexamer. For the volatilized medium oil, trimer was the main component and minor components were trace amounts of dimer and tetramer, while no thermal decomposition products were included therein.

I tillegg, alle medium oljene i eksempel 2 og sammenlignende eksempler 3 og 4 hadde redusert mengde av volatilisert medium olje sammenlignet med den volatiliserte mengde beregnet fra damptrykket ved 260°C. Dette skyldes at temperaturen at toppdelen av reaktoren holdes ved ca. 110°C, og kun medium olje flyter ut i en gass eller tåketilstand som har passert gjennom toppdelen av reaktoren. In addition, all of the medium oils in Example 2 and Comparative Examples 3 and 4 had a reduced amount of volatilized medium oil compared to the volatilized amount calculated from the vapor pressure at 260°C. This is because the temperature that the top part of the reactor is kept at approx. 110°C, and only medium oil flows out in a gas or mist state that has passed through the top of the reactor.

Fra medium olje volatilisert ut av reaktoren separeres typisk en fraksjon av ren medium olje og denne returneres deretter inn i reaktoren ved hjelp av en høytrykkspumpe for å holde en konstant konsentrasjon av katalysatoren. Imidlertid, den ovenfor nevnte gjenvinningsoperasjon ble ikke utført i eksempler 2 og sammenlignende eksempler 4 siden de volatiliserte mengder av medium oljene var lave. I sammenlignende eksempler 3 ble det forventet at de volatiliserte mengder var øket ved sirkulasjon av medium oljen som har lavt kokefraksjon, og dette ble således kompensert med fersk medium olje som er samme sammensetning ved å forsyne den korresponderende vekt. From the medium oil volatilized out of the reactor, a fraction of pure medium oil is typically separated and this is then returned into the reactor by means of a high-pressure pump to maintain a constant concentration of the catalyst. However, the above-mentioned recovery operation was not performed in Example 2 and Comparative Example 4 since the volatilized amounts of the medium oils were low. In comparative examples 3, it was expected that the volatilized amounts were increased by circulation of the medium oil which has a low boiling fraction, and this was thus compensated with fresh medium oil of the same composition by supplying the corresponding weight.

Claims (9)

1. En medium olje som anvendes for syntesereaksjon med en slurry-bed reaksjonsprosedyre som et medium, omfatter som en hovedkomponent en forgrenet, mettet alifatisk hydrokarbon som har 16 til 50 karbonatomer, 1 til 7 tertiære karbonatomer, 0 kvaternære karbonatomer, og 1 til 16 karbonatomer i det forgrenete kjede bundet til de tertiære karbonatomer; og minst én av de tertiære karbonatomer er bundet til hydrokarbonkjeder med en kjedelengde som har 4 eller mer karbonatomer i tre retninger.1. A medium oil used for synthesis reaction with a slurry-bed reaction procedure as a medium comprises as a main component a branched, saturated aliphatic hydrocarbon having 16 to 50 carbon atoms, 1 to 7 tertiary carbon atoms, 0 quaternary carbon atoms, and 1 to 16 carbon atoms in the branched chain bonded to the tertiary carbon atoms; and at least one of the tertiary carbon atoms is attached to hydrocarbon chains with a chain length having 4 or more carbon atoms in three directions. 2. Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med krav 1, hvor den forgrenete, mettete alifatiske hydrokarbon har 20 til 40 karbonatomer og 1 til 4 tertiære karbonatomer.2. Medium oil used for slurry-bed reaction procedure according to claim 1, wherein the branched, saturated aliphatic hydrocarbon has 20 to 40 carbon atoms and 1 to 4 tertiary carbon atoms. 3. Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med krav 1 og 2 hvor den forgrenete, mettete alifatiske hydrokarbon er representert med formel (I): 3. Medium oil used for slurry-bed reaction procedure in accordance with claims 1 and 2 where the branched, saturated aliphatic hydrocarbon is represented by formula (I): hvor R <1> , R2 og R4 uavhengig er n- eller iso-alkyl-gruppe som har 4 til 16 karbonatomer, R3 er n- eller iso-alkyl-gruppe som har 1 til 3 karbonatomer, m er et heltall i området 1 til 7, n er et heltall i området 0 til 37, og p er et heltall i området 0 til 12, gitt at -(CR <2> H)-, - (CH2 ) - og (CH <3> H)- i [ ] er bundet i enhver rekkefølge og at totale antall av hver enhet er m, n og p, respektivt.where R<1> , R2 and R4 are independently n- or iso-alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, R3 is n- or iso-alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, m is an integer in the range 1 to 7, n is an integer in the range 0 to 37, and p is an integer in the range 0 to 12, given that -(CR <2> H)-, - (CH2 ) - and (CH <3> H)- in [ ] are bound in any order and that the total number of each unit is m, n and p, respectively. 4. Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med et av kravene 1 -3, hvor den forgrenete, mettete alifatiske hydrokarbon er enhver av dimerer til oktamerer av ,,-olefiner som har 6 til 18 karbonatomer.4. Medium oil used for the slurry-bed reaction procedure according to any one of claims 1-3, wherein the branched, saturated aliphatic hydrocarbon is any of dimers to octamers of "-olefins" having 6 to 18 carbon atoms. 5. Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med et av kravene 1 -4, som har et flytpunkt på -10°C eller lavere.5. Medium oil used for slurry-bed reaction procedure in accordance with one of claims 1-4, which has a pour point of -10°C or lower. 6. Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med et av kraven 1 -5, hvor syntesereaksjonen med slurry-bed reaksjonsprosedyren omfatter produsering av en oksygeninneholdende organisk forbindelse fra en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen.6. Medium oil used for the slurry-bed reaction procedure in accordance with one of claims 1-5, where the synthesis reaction with the slurry-bed reaction procedure comprises the production of an oxygen-containing organic compound from a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen. 7. Medium olje som anvendes for slurry-bed reaksjonsprosedyre i samsvar med krav 6, hvor den oksygeninneholdende organiske forbindelse vanligvis er dimetyleter.7. Medium oil used for slurry-bed reaction procedure in accordance with claim 6, where the oxygen-containing organic compound is usually dimethyl ether. 8. Fremgangsmåte for fremstilling av dimentyleter, omfattende å passere en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom en katalysatorslurry inneholdende en blanding omfattende (1) medium olje beskrevet i et av kravene 1 til 7, (2) en metonalsyntesekatalysator og (3) en metanolhydreringskatalysator og en metanolskiftkatalysator, eller en metanoldehydrerings/ skiftkatalysator.8. Process for the production of dimentyl ether, comprising passing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through a catalyst slurry containing a mixture comprising (1) medium oil described in one of claims 1 to 7, (2) a methanol synthesis catalyst and (3) a methanol hydrogenation catalyst and a methanol shift catalyst, or a methanol dehydration/shift catalyst. 9. Fremgangsmåte for fremstilling av en blanding av dimetyleter og metanol omfattende å passere en rågass inneholdende karbonmonoksid og hydrogen gjennom en katalysatorslurry inneholdende en blanding omfattende (1) medium olje beskrevet i et av kravene 1 til 7, (2) en metanolsyntesekatalysator og (3) en metanoldehydreringskatalysator og en metanolskiftkatalysator eller en metanoldehydreringsskiftkatalysator.9. Process for producing a mixture of dimethyl ether and methanol comprising passing a raw gas containing carbon monoxide and hydrogen through a catalyst slurry containing a mixture comprising (1) medium oil described in one of claims 1 to 7, (2) a methanol synthesis catalyst and (3) ) a methanol dehydration catalyst and a methanol shift catalyst or a methanol dehydration shift catalyst.
NO20130812A 2003-03-06 2013-06-07 Oil for synthesis with slurry bed and process for the preparation of dimethyl ether and a mixture of dimethyl ether and methanol NO20130812L (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003059897A JP2004269294A (en) 2003-03-06 2003-03-06 Synthesis gas production method and dimethyl ether production method using synthesis gas
PCT/JP2004/002795 WO2004078645A1 (en) 2003-03-06 2004-03-05 Method for preparing synthesis gas, method for preparing dimethyl ether using synthesis gas, and furnace for preparing synthesis gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20130812L true NO20130812L (en) 2005-12-06

Family

ID=33122595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130812A NO20130812L (en) 2003-03-06 2013-06-07 Oil for synthesis with slurry bed and process for the preparation of dimethyl ether and a mixture of dimethyl ether and methanol

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2004269294A (en)
CN (1) CN1756718A (en)
NO (1) NO20130812L (en)
ZA (1) ZA200507118B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101721957B (en) * 2009-12-03 2011-08-31 太原理工大学 Continuous carbon catalytic CH4-CO2 reforming reactor
KR101710019B1 (en) * 2014-12-05 2017-02-24 주식회사 한국가스기술공사 dimethyl ether manufacture method from associated gas by using membrane

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200507118B (en) 2006-06-28
CN1756718A (en) 2006-04-05
JP2004269294A (en) 2004-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008202975B2 (en) Method for preparing synthesis gas, method for preparing dimethyl ether using synthesis gas, and furnace for preparing synthetic gas
Büchel et al. Effect of Ba and K addition and controlled spatial deposition of Rh in Rh/Al2O3 catalysts for CO2 hydrogenation
EP1682466B1 (en) Process for the hydrogenation of olefins
BR112013000301B1 (en) PROCESS FOR PREPARING ETHANOL AND HIGHER ALCOHOLS
CN102256687A (en) Process for increasing the carbon monoxide content of a syngas mixture
CN1733873B (en) Method for producing liquefied petroleum gas
Palma et al. State of the art of conventional reactors for methanol production
NO20130812L (en) Oil for synthesis with slurry bed and process for the preparation of dimethyl ether and a mixture of dimethyl ether and methanol
US7161051B2 (en) Integration of a methanol synthesis system with a methanol to olefin reaction system
US7151198B2 (en) Integration of a methanol synthesis system with a methanol to olefin reaction system
EP2617796B1 (en) Acetylene enhanced conversion of syngas to fischer-tropsch hydrocarbon products
US8921431B2 (en) Methods for improving higher alcohol yields from syngas by altering flow regimes within a reactor
JP4660039B2 (en) Process for producing hydrocarbons by Fischer-Tropsch process in the presence of carbon dioxide
JP2004285060A (en) Medium oil for slurry bed reaction system and method for preparing dimethyl ether
RU2456261C2 (en) Oil medium used in synthesis reaction in reactor, method of producing dimethyl ether, method of producing mixture of dimethyl ether and methanol
WO2011115781A1 (en) Conversion of oxygenates to hydrocarbon fuels by deoxygenation
JPH0825911B2 (en) Method to reduce methane production and increase liquid yield in Fischer-Tropsch reaction

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application