WO2019212072A1 - Acetic acid production method using dry reforming process using carbon dioxide and system for same - Google Patents
Acetic acid production method using dry reforming process using carbon dioxide and system for same Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019212072A1 WO2019212072A1 PCT/KR2018/005074 KR2018005074W WO2019212072A1 WO 2019212072 A1 WO2019212072 A1 WO 2019212072A1 KR 2018005074 W KR2018005074 W KR 2018005074W WO 2019212072 A1 WO2019212072 A1 WO 2019212072A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- acetic acid
- carbon dioxide
- unit
- gas
- carbon monoxide
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C31/00—Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C31/02—Monohydroxylic acyclic alcohols
- C07C31/04—Methanol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/10—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide
- C07C51/12—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide on an oxygen-containing group in organic compounds, e.g. alcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C53/00—Saturated compounds having only one carboxyl group bound to an acyclic carbon atom or hydrogen
- C07C53/08—Acetic acid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
The present invention relates to an acetic acid production method using carbon dioxide and a system for same, which can produce methanol and acetic acid in a single process, thereby significantly reducing the time required for the production process, can minimize byproducts generated during the process of producing carbon monoxide serving as raw material, can increase the production efficiency for acetic acid by re-supplying a gas which did not participate in a reaction; and can efficiently utilize carbon dioxide and thereby prevent global warming by increasing the amount of carbon dioxide being consumed.
Description
본 발명은 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 방법, 특히 건식 개질 반응을 이용한 생성 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing acetic acid using carbon dioxide, and in particular to a method and system for producing using a dry reforming reaction.
이산화탄소는 화석 연료 연소, 화학 물질 생성, 합성 연료 제조 등의 다양한 공정에서 부산물로 생성된다. 이들 이산화탄소는 대기 중에서 희석되지만, 이산화탄소가 지구 온난화의 주요 물질로 알려지면서 규제 대상 물질로 분류되고 있다. 또한, 지속적인 지구 온난화에 대비한 대책으로 2005년 이산화탄소 배출 저감에 대한 쿄토 의정서가 발효되고, 상기 이산화탄소의 효율적인 활용 방안의 마련에 대한 관심이 증가하고 있는 추세이다. 또한, 선진국을 중심으로 한 청정개발제도(Clean Development Mechanism) 사업이 활발하게 진행됨에 따라서 향후에는 감축된 이산화탄소 양만큼 탄소 배출권 거래에 대한 논의가 대두됨에 따라, 이산화탄소를 효율적으로 활용하는 기술 개발의 성공은 경제적인 파급 효과가 클 것으로 기대되고 있다.Carbon dioxide is produced as a byproduct in a variety of processes, including burning fossil fuels, producing chemicals, and producing synthetic fuels. Although these carbon dioxide is diluted in the atmosphere, it is classified as a regulated substance because carbon dioxide is known as a major substance for global warming. In addition, the Kyoto Protocol on Carbon Dioxide Emissions came into effect in 2005 as a countermeasure against continuous global warming, and interest in the preparation of efficient use of carbon dioxide is increasing. In addition, as the Clean Development Mechanism project centered on developed countries, discussions on carbon emission trading by the amount of carbon dioxide reduced in the future will lead to the development of technology that effectively utilizes carbon dioxide. Is expected to have significant economic ripple effects.
따라서, 이산화탄소를 공급원으로 하여 이산화탄소 생성을 방지하거나 감소시키는 기술 또는 생성된 이산화탄소를 효율적으로 포획하여 전환하는 기술 등이 개발되고 있다.Therefore, technologies for preventing or reducing carbon dioxide production or for efficiently capturing and converting carbon dioxide generated using carbon dioxide as a source have been developed.
상기 이산화탄소를 효율적으로 전환하는 방법 중 하나로, 탄화수소와 이산화탄소를 반응시켜, 하기 식 (1)과 같이, 일산화탄소와 수소의 혼합물인 합성 가스(syngas)로 전환 시키는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.As one of the methods for efficiently converting the carbon dioxide, there is a growing interest in a technology for converting hydrocarbon and carbon dioxide to convert into a synthesis gas (syngas), which is a mixture of carbon monoxide and hydrogen, as shown in Equation (1).
CH4 + CO2 → 2CO + 2H2 (1)CH 4 + CO 2 → 2CO + 2H 2 (1)
상기와 같은 이산화탄소의 전환 기술로는 건식 개질 반응(Dry reforming methane), 복합 개질 반응(Combined reforming methane), 및 삼중 개질 반응(Tri-reforming methane) 등의 여러가지 기술이 존재하나, 특히 건식 개질 반응은 다른 반응들에 비하여 이산화탄소 소모 비율이 높아 유망한 기술이다.As a carbon dioxide conversion technology, there are various technologies such as dry reforming methane, combined reforming methane, and tri-reforming methane. It is a promising technology due to the high rate of carbon dioxide consumption compared to other reactions.
한편, 몬산토 공정(monsanto process)은 메탄올을 촉매를 이용하여 카르보닐화하여, 하기 식 (2)과 같이 아세트산을 제조하는 산업적 방법에 해당한다.On the other hand, the monsanto process (monsanto process) corresponds to an industrial method for producing acetic acid by carbonylating methanol using a catalyst, as shown in the following formula (2).
CH3OH + CO → CH3COOH (2)CH 3 OH + CO → CH 3 COOH (2)
종래에는 몬산토 공정을 통해 아세트산을 제조하기 위해 메탄올과 일산화탄소를 생성하는 단계 및 상기 메탄올을 카르보닐화하는 단계의 두개의 공정을 별도로 진행하는 방식 등이 널리 사용되고 있지만, 상기와 같은 아세트산 생성 반응을 별도의 단계로 수행함에 있어서는 원료 생산 단가 및 운송 비용이 고가에 해당하고, 이산화탄소 배출이 높다는 한계점이 존재하였다.Conventionally, in order to produce acetic acid through the Monsanto process, a method of separately producing two steps, such as producing methanol and carbon monoxide and carbonylating the methanol, is widely used. In the step of the step of the production cost and transportation cost of raw materials corresponds to a high price, there was a limit of high carbon dioxide emissions.
본 발명의 일 목적은 이산화탄소 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 메탄올 및 아세트산을 단일 공정에 의해 생성하는 방법을 제공하고자 한다.One object of the present invention is to provide a method for producing methanol and acetic acid by a single process using a gas containing carbon dioxide and hydrocarbons.
본 발명의 또 다른 목적은 이산화탄소 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 메탄올 및 아세트산을 단일 공정에 의해 생성하는 시스템을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a system for producing methanol and acetic acid by a single process using a gas comprising carbon dioxide and hydrocarbons.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another task that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, a) 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 합성 가스(Syngas)를 생성하는 단계;According to an embodiment of the present invention, a) generating a synthesis gas (Syngas) containing hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) using a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) and hydrocarbons;
b) 상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하는 단계;b) separating the synthesis gas into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO);
c) 상기 a) 단계의 합성 가스와, 상기 b) 단계의 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 혼합하여 메탄올(methanol)을 생성하는 단계; 및c) mixing the synthesis gas of step a) with a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) in step b) to produce methanol; And
d) 상기 b) 단계에서 분리된 일산화탄소와, 상기 c) 단계에서 생성된 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 단계를 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법을 제공한다.and d) producing acetic acid using carbon monoxide separated in step b) and methanol produced in step c).
본 발명에서, 상기 a) 단계는 건식 개질 반응을 통해 수행될 수 있으며, 상기 건식 개질 반응은 1 내지 6 bar의 압력 및 800 내지 1000℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다.In the present invention, the step a) may be carried out through a dry reforming reaction, the dry reforming reaction may be carried out under a pressure of 1 to 6 bar and temperature conditions of 800 to 1000 ℃.
또한, 본 발명에서 상기 a) 단계의 탄화수소는 메탄(CH4) 일 수 있다.In addition, in the present invention, the hydrocarbon of step a) may be methane (CH 4 ).
또한, 본 발명에서, 상기 b) 단계는, 상기 합성 가스에서 미 반응된 이산화탄소와 부산물인 물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, in the present invention, step b) may further include removing unreacted carbon dioxide and water as a byproduct from the synthesis gas.
본 발명에서 상기 b) 단계는, i) 상기 합성 가스를 압축 후 냉각하는 단계; 및In the present invention, the step b) may include: i) cooling the synthesis gas after compression; And
ii) 냉각된 합성 가스 내의 일부 일산화탄소를 응축시켜 분리하는 단계를 포함할 수 있다. ii) condensing and separating some carbon monoxide in the cooled syngas.
또한, 본 발명에서 상기 ii) 단계에서 응축되어 분리된 일산화탄소를 팽창시킨 뒤 기화시켜 가스 형태의 일산화탄소를 얻는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the present invention may further include the step of obtaining carbon monoxide in the form of gas by expanding and evaporating carbon monoxide condensed and separated in step ii).
또한, 본 발명에서 상기 기화는 열 교환기를 이용하여 수행될 수 있다. Also, in the present invention, the vaporization may be performed using a heat exchanger.
또한, 본 발명에서 상기 ii) 단계에서 응축되지 않은 잔류 가스를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the present invention may further comprise the step of recovering the residual gas not condensed in step ii).
또한, 본 발명에서 상기 i) 단계에서, 상기 합성 가스의 압축은 10 내지 15bar의 압력 하에서 수행될 수 있으며, 상기 응축은 80 내지 90K의 온도하에서 수행될 수 있다.In addition, in step i) in the present invention, the synthesis gas may be compressed under a pressure of 10 to 15 bar, and the condensation may be performed under a temperature of 80 to 90K.
또한, 본 발명에서 상기 c) 단계는 40 내지 60 bar의 압력 및 200 내지 300℃의 온도하에서 수행될 수 있다.In addition, the step c) in the present invention may be carried out under a pressure of 40 to 60 bar and a temperature of 200 to 300 ℃.
본 발명에서, 상기 a) 내지 d) 단계 중 적어도 하나의 단계에서 미 반응된 합성 가스, 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 회수하는 단계; 및In the present invention, the step of recovering a mixed gas of unreacted synthesis gas, hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) in at least one of the steps a) to d); And
회수된 미 반응 가스를 상기 c) 단계에 재공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include supplying the recovered unreacted gas to step c).
본 발명에서, 상기 d) 단계에서 미 반응된 가스를 통해 전기를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, it may further comprise the step of generating electricity through the unreacted gas in step d).
또한, 본 발명에서 상기 전기를 발생시키는 단계는 열 교환기 터빈을 통해 수행될 수 있다.In addition, in the present invention, the generating of the electricity may be performed through a heat exchanger turbine.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 합성 가스(Syngas)를 생성하는 개질부;According to another embodiment of the present invention, a reforming unit for generating a synthesis gas (Syngas) containing hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) using a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) and hydrocarbons;
상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하는 분리부;A separation unit separating the synthesis gas into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO);
상기 개질부에서 생성된 합성 가스와, 상기 분리부에서 분리된 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 혼합시켜 메탄올을 생성하는 제1 반응부; 및A first reaction unit generating methanol by mixing a synthesis gas generated in the reforming unit and a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) separated in the separation unit; And
상기 분리부에서 분리된 일산화탄소와, 상기 제 1 반응부에서 생성된 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 제2 반응부를 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템을 제공한다.It provides an acetic acid production system using carbon dioxide comprising a carbon monoxide separated in the separation unit and a second reaction unit for generating acetic acid using methanol generated in the first reaction unit.
또한, 본 발명에서 상기 개질부는 건식 개질부일 수 있다.In addition, in the present invention, the reforming unit may be a dry reforming unit.
또한, 본 발명에서 상기 분리부는, 상기 합성 가스에서 이산화탄소 및 물을 제거하는 제거부를 더 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the separation unit may further include a removal unit for removing carbon dioxide and water from the synthesis gas.
또한, 본 발명에서 상기 분리부는, 상기 합성 가스를 압축 후 냉각하는 냉각부; 및In addition, the separation unit in the present invention, the cooling unit for cooling after the synthesis gas; And
상기 냉각된 합성 가스 내의 일산화탄소를 응축시켜 분리하는 응축부를 더 포함할 수 있다. The condenser may further include a condensation unit for condensing and separating carbon monoxide in the cooled synthesis gas.
또한, 본 발명에서 분리부는, 상기 응축부에서 응축되지 않은 잔류 가스를 배출하는 제1 배출부를 더 포함할 수 있다. In addition, the separation unit in the present invention may further include a first discharge unit for discharging the residual gas not condensed in the condensation unit.
또한, 본 발명에서 상기 분리부는, 상기 응축부에서 분리된 일산화탄소를 팽창시킨 뒤, 기화시켜 배출하는 제2 배출부를 더 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the separation unit may further include a second discharge unit for expanding the carbon monoxide separated from the condensation unit, and then vaporizing and discharging the carbon monoxide.
또한, 본 발명에서 상기 제2 배출부는 상기 일산화탄소를 기화시키기 위한 열 교환기를 더 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the second discharge part may further include a heat exchanger for vaporizing the carbon monoxide.
본 발명에서, 상기 개질부, 상기 분리부, 상기 제1 반응부 및 상기 제2 반응부 중 적어도 하나에는 미 반응된 가스를 회수하는 회수부를 더 포함할 수 있다. In the present invention, at least one of the reforming unit, the separation unit, the first reaction unit and the second reaction unit may further include a recovery unit for recovering unreacted gas.
본 발명에서, 상기 회수부는 제1 반응부에 연결되어, 상기 회수부에서 회수된 가스를 상기 제1 반응부에 재공급할 수 있다.In the present invention, the recovery unit is connected to the first reaction unit, it is possible to re-supply the gas recovered from the recovery unit to the first reaction unit.
본 발명에서, 상기 제2 반응부에서 미 반응된 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 열 교환기 터빈부를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the second reaction unit may further include a heat exchanger turbine unit for generating electricity using the unreacted gas.
본 발명에서 제공하는 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법 및 시스템은 단일 공정으로 메탄올과 일산화탄소 및 아세트산을 생성할 수 있어 제조 공정상의 시간을 매우 단축 시킬 수 있다.The method and system for producing acetic acid using carbon dioxide provided in the present invention can produce methanol, carbon monoxide and acetic acid in a single process, which can greatly shorten the manufacturing process time.
또한, 본 발명에서 제공하는 상기 방법 및 시스템은 일산화탄소 원료 생산 과정에서 발생하는 부산물을 최소화할 수 있다.In addition, the method and system provided by the present invention can minimize the by-products generated in the carbon monoxide raw material production process.
또한, 본 발명에서 제공하는 상기 방법 및 시스템은 반응에 참여하지 않은 가스를 재 공급 하여 아세트산의 생성 효율을 높일 뿐만 아니라, 소모되는 이산화탄소의 양을 증가시켜 지구 온난화 방지의 일 방편으로 효율적 활용에 기여할 수 있다.In addition, the method and system provided by the present invention may not only increase the production efficiency of acetic acid by resupplying the gas not participating in the reaction, but also increase the amount of carbon dioxide consumed, thereby contributing to efficient utilization as a way of preventing global warming. Can be.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 방법을 나타낸 것이다.1 illustrates a method for producing acetic acid using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 방법을 나타낸 것이다.2 shows an acetic acid production method using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 방법을 나타낸 것이다.Figure 3 shows an acetic acid production method using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 방법을 나타낸 것이다.Figure 4 shows an acetic acid production method using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템을 나타낸 것이다.5 shows an acetic acid production system using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템을 나타낸 것이다.6 shows an acetic acid production system using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템을 나타낸 것이다.7 shows an acetic acid production system using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템을 나타낸 것이다.8 shows an acetic acid production system using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 방출 그래프를 나타낸 것이다.9 shows a carbon dioxide emission graph according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.
본 발명은 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for producing acetic acid using carbon dioxide.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법에 관한 것으로, a) 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 합성 가스(Syngas)를 생성하는 단계; b) 상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하는 단계; c) 상기 a) 단계의 합성 가스와, 상기 b) 단계의 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 혼합하여 메탄올(methanol)을 생성하는 단계; 및 d) 상기 b) 단계에서 분리된 일산화탄소와, 상기 c) 단계에서 생성된 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 단계를 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a method for producing acetic acid using carbon dioxide, comprising: a) hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) using a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) and a hydrocarbon; Generating syngas; b) separating the synthesis gas into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO); c) mixing the synthesis gas of step a) with a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) in step b) to produce methanol; And d) generating acetic acid using carbon monoxide separated in step b) and methanol produced in step c). .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법의 순서 흐름도를 개략적으로 도시한 것으로, 이하 각 단계를 상세히 설명한다. 1 is a schematic flowchart of a method of producing acetic acid using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention, and each step will be described in detail below.
단계 a): 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 합성 가스(Syngas)를 생성하는 단계에 해당한다. Step a): corresponds to a step of generating a synthesis gas (Syngas) using a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) and hydrocarbons.
본 발명에서는, 상기 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 합성 가스(Syngas)를 생성하는 단계는 하기 반응식 (1)과 같이 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 생성할 수 있다. 단, 하기 반응식 (1)에서 'n'은 1 내지 4 의 정수일 수 있다. In the present invention, the step of generating a synthesis gas (Syngas) using the gas containing carbon dioxide (CO 2 ) and hydrocarbons can generate hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO), as shown in the following reaction formula (1). have. However, in the following scheme (1) 'n' may be an integer of 1 to 4.
[반응식 (1)][Scheme (1)]
CnH2(n+1) + nCO2 → 2nCO + (n+1)H2
C n H 2 (n + 1) + nCO 2 → 2nCO + (n + 1) H 2
본 발명에서, 상기 합성 가스를 생성하는 단계는 건식 개질 반응을 통해 수행될 수 있다. In the present invention, generating the synthesis gas may be performed through a dry reforming reaction.
단, 본 발명에 있어서 상기 '건식 개질 반응'이란, 촉매 등을 이용하여 천연가스를 이루는 핵심 성분인 탄화수소와 이산화탄소를 결합시켜 일산화탄소와 수소로 구성된 합성 가스(syngas)를 생산하는 방법으로, 종래에 메탄과 물을 증기의 형태로 반응시켜 합성 가스를 생산하는 증기 개질 공정과 비교하였을 때, 반응식 상으로 메탄 대비 이산화탄소 소비 비율이 높아 이산화탄소 저감 면에서 효율적이다.However, in the present invention, the 'dry reforming reaction' refers to a method of producing a synthesis gas composed of carbon monoxide and hydrogen by combining carbon dioxide and carbon dioxide, which are core components of natural gas, using a catalyst or the like. Compared to the steam reforming process in which methane and water are reacted in the form of steam to produce synthesis gas, the ratio of carbon dioxide to methane is high in the reaction scheme, which is efficient in terms of carbon dioxide reduction.
본 발명에 있어서, 상기 촉매는 반응 평형에 근접한 높은 전환율을 보이는 적합한 촉매 물질이 적합하며, 8족의 전이 금속으로 예를 들면, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt 등 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the catalyst is a suitable catalyst material showing a high conversion close to the equilibrium of the reaction, and the transition metal of Group 8, for example, may be Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, etc. It is not limited.
본 발명에 있어서, 상기 건식 개질 반응의 수행 조건은 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 1 내지 6 bar, 800 내지 1000℃에서 수행될 수 있다. In the present invention, the conditions for performing the dry reforming reaction are not particularly limited, but may be preferably performed at 1 to 6 bar and 800 to 1000 ° C.
다만, 본 발명에서 상기 건식 개질 반응이 1 bar 미만의 압력 하에서 수행되는 경우, 일산화탄소가 포함된 합성 가스가 후속 공정에서 요구되는 압력으로 전달이 어려울 수 있고, 6 bar를 초과하는 압력 하에서 수행되는 경우에는 압력 유지를 위한 비용이 문제될 수 있다. However, when the dry reforming reaction in the present invention is carried out under a pressure of less than 1 bar, it may be difficult to transfer the synthesis gas containing carbon monoxide to the pressure required in the subsequent process, if the pressure is carried out in excess of 6 bar The cost for maintaining pressure can be a problem.
또한, 본 발명에서 상기 건식 개질 반응이 800℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우, 흡열 반응에 해당하는 건식 개질 반응이 효율적으로 일어나지 않을 수 있고, 1000℃를 초과하는 온도 하에서 수행되는 경우에는 비용이 문제될 수 있다.In addition, in the present invention, when the dry reforming reaction is carried out at a temperature of less than 800 ℃, the dry reforming reaction corresponding to the endothermic reaction may not occur efficiently, the cost is a problem when performed under a temperature exceeding 1000 ℃ Can be.
단계 b): 상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하는 단계에 해당한다. Step b): corresponds to the step of separating the synthesis gas into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 단계 b)의 수행 흐름도를 개략적으로 도시한 것이다. 2 schematically illustrates a flowchart of performing step b) according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서는, 상기 b) 단계에서 상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하기에 앞서, 선택적으로 생성된 합성 가스로부터 미 반응된 이산화탄소 및 부산물인 물을 제거하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.In the present invention, in the step b), before the synthesis gas is separated into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO), unreacted from the selectively produced synthesis gas The step of removing the carbon dioxide and by-product water which has been produced may be further performed.
또한, 본 발명에서는, i) 상기와 같이 미 반응된 이산화탄소 및 물이 제거된 합성 가스를 압축 및 냉각한 후, ii) 상기 냉각된 합성 가스 내에 포함된 일부 일산화탄소를 응축 시켜 분리할 수 있다.In addition, in the present invention, i) after compressing and cooling the synthesis gas from which unreacted carbon dioxide and water are removed as described above, ii) condensing and separating some carbon monoxide contained in the cooled synthesis gas.
본 발명에서, 상기 i) 단계에서 압축하는 공정의 수행 조건 역시 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 10 내지 15 bar의 압력 하에서 수행될 수 있다. 상기 합성 가스를 10 bar 미만의 압력 하에서 압축하는 경우에는 후속 공정에서 요구되는 가스의 양을 유지할 수 없고, 15 bar를 초과하는 압력 하에서 압축하는 경우에는 공정 수행에 과다한 비용이 소요되어 문제될 수 있다.In the present invention, the conditions for performing the compression in step i) are not particularly limited, but may be preferably performed under a pressure of 10 to 15 bar. If the synthesis gas is compressed under a pressure of less than 10 bar can not maintain the amount of gas required in the subsequent process, if compressed under a pressure of more than 15 bar may be a problem due to excessive costs in the performance of the process .
또한, 본 발명에서 상기 i) 단계에서 냉각하는 공정은 냉각수를 통해 냉각하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the cooling in step i) in the present invention may be cooling through cooling water, but is not limited thereto.
또한, 본 발명에서 상기 ii) 단계에서 응축 시키는 공정의 수행 조건은 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 80 내지 90K에서 수행될 수 있다. 80K 미만의 온도 하에서 응축시키는 경우 온도 경감에 따른 비용이 문제될 수 있고, 90K 초과의 온도 하에서 응축시키는 경우 일산화탄소의 응축이 충분하지 않아 분리가 효율적으로 일어나지 않을 수 있다.In addition, in the present invention, the performing conditions of the condensation process in step ii) are not particularly limited, but may be preferably performed at 80 to 90K. When condensing at a temperature of less than 80K may be a problem of cost reduction, and when condensing at a temperature of more than 90K, carbon monoxide may not be condensed enough, so separation may not occur efficiently.
본 발명에서는 상기 ii) 단계에서 응축되어 분리된 액상의 일산화탄소는 열 교환기, 바람직하게는 다중 열 교환기로 기화시켜 기체 상태의 일산화탄소를 생성할 수 있다. In the present invention, the carbon monoxide in the liquid phase condensed and separated in step ii) may be vaporized in a heat exchanger, preferably in a multiple heat exchanger, to generate carbon monoxide in a gaseous state.
또한, 본 발명에서, 상기 ii) 단계에 의하면 합성 가스로부터 일부 일산화탄소가 분리 제거되고, 수소 및 응축되지 않은 일부 일산화탄소를 포함하는 잔류 가스가 남게 된다.In addition, in the present invention, according to step ii), some carbon monoxide is separated and removed from the synthesis gas, and a residual gas including hydrogen and some uncondensed carbon monoxide remains.
본 발명에서는 열 교환기, 바람직하게는 다중 열 교환기를 통해 상기 잔류 가스만을 별도로 회수할 수 있다. In the present invention, only the residual gas can be recovered separately through a heat exchanger, preferably multiple heat exchangers.
상기와 같이, 본 발명에서는 상기 b) 단계에 의하여, 합성 가스를 수소 및 일산화탄소의 혼합 가스가 포함되어 있는 스트림과, 일산화탄소의 단일 가스만이 포함되어 있는 스트림으로 분리할 수 있다. As described above, in the present invention, by the step b), the synthesis gas may be separated into a stream containing a mixed gas of hydrogen and carbon monoxide and a stream containing only a single gas of carbon monoxide.
본 발명에서 분리된 상기 혼합 가스가 포함되어 있는 스트림은 이후 메탄올을 생성하는 과정에 사용될 수 있고, 상기 단일 가스만이 포함되어 있는 스트림은 메탄올과 반응시켜 최종 산물인 아세트산을 생성하는 과정에 사용될 수 있다. The stream containing the mixed gas separated in the present invention may then be used to produce methanol, and the stream containing only a single gas may be used to react with methanol to produce the final product acetic acid. have.
단계 c): 상기 a) 단계의 합성 가스와, 상기 b) 단계의 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 혼합시킨 뒤, 메탄올(methanol)을 생성하는 단계에 해당한다.Step c): corresponds to the step of mixing the synthesis gas of step a) with a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) of step b), to produce methanol.
단, 본 발명에서, 상기 메탄올을 생성하는 단계는 하기 식 (1)로 정의되는 화학양론적(stoichiometric) 비율이 운동학적(kinetic) 이유에 의하여 약 2가 되어야 하므로(Spath et al, 2003), 합성 가스로부터 분리된 상기 일산화탄소 단일 가스가 포함된 스트림은 수소 및 일산화탄소의 혼합 가스가 포함된 스트림과 화학양론적으로 2의 비율로 맞춰질 수 있다.However, in the present invention, the step of producing methanol is that the stoichiometric ratio defined by the following equation (1) should be about 2 for kinetic reasons (Spath et al, 2003), The stream comprising the carbon monoxide single gas separated from the synthesis gas may be stoichiometrically matched to the stream containing the mixed gas of hydrogen and carbon monoxide at a ratio of two.
[식 (1)][Equation (1)]
H2 - CO2 / CO + CO2
H 2 -CO 2 / CO + CO 2
본 발명에서, 상기 메탄올을 생성하는 반응은 40 내지 60 bar의 압력 하에서 수행되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 메탄올을 생성하는 반응이 40 bar 미만의 압력 하에서 수행되는 경우에는 메탄올 생성 수득률이 낮을 수 있고, 60 bar 초과의 압력 하에서 수행되는 경우에는 경제적인 점에서 문제가 될 수 있다. In the present invention, the reaction to produce methanol is preferably carried out under a pressure of 40 to 60 bar, but is not limited thereto. When the reaction for producing methanol is performed under a pressure of less than 40 bar, the methanol production yield may be low, and when performed under a pressure of more than 60 bar may be a problem in economic terms.
또한, 상기 메탄올을 생성하는 반응은 화학 평형에 의해 제한을 받는 반응으로, 200 내지 300℃의 온도 하에서 수행되는 것이 바람직하고, 상기 온도 범위를 벗어나는 경우 화학 평형을 유지하기 어려워, 높은 메탄올의 수득량을 기대할 수 없다.In addition, the reaction to produce methanol is a reaction limited by the chemical equilibrium, it is preferably carried out at a temperature of 200 to 300 ℃, it is difficult to maintain the chemical equilibrium when out of the temperature range, the yield of high methanol Can not expect
단계 d): 상기 b) 단계의 일산화탄소와, 상기 c) 단계의 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 단계에 해당한다.Step d): corresponds to the step of producing acetic acid using carbon monoxide of step b) and methanol of step c).
본 발명에 있어서, 상기 일산화탄소와, 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 단계는 하기 반응식 (2)에 의할 수 있다.In the present invention, the step of producing acetic acid (acetic acid) using the carbon monoxide and methanol may be according to the following scheme (2).
[반응식 (2)][Scheme (2)]
CH3OH + CO → CH3COOHCH 3 OH + CO → CH 3 COOH
도 3은 본 발명에 따른 미 반응된 가스를 재공급하여 아세트산을 생성 단계를 개략적으로 도시한 것이다. Figure 3 schematically illustrates a step of producing acetic acid by re-supplying unreacted gas according to the present invention.
본 발명에서는 상기 a) 단계 내지 d) 단계를 순차적으로 수행한 뒤, 상기 a) 내지 d) 단계 중 적어도 하나의 단계에서 미 반응된 가스로, 예를 들면, 합성 가스와, 수소 및 일산화탄소의 혼합 가스 중 적어도 하나를 회수한 뒤, 이를 상기 c) 단계의 메탄올을 생성하는 단계에 재공급함으로써 아세트산의 생성 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In the present invention, after performing the steps a) to d) sequentially, at least one of the steps a) to d) as an unreacted gas, for example, a mixture of synthesis gas, hydrogen and carbon monoxide After recovering at least one of the gas, it can be further supplied to the step of producing methanol of step c) to further improve the production efficiency of acetic acid.
도 4는 본 발명에 따른 아세트산 생성 시 미 반응된 가스를 이용하여 에너지를 생산하는 단계를 더 포함하는 아세트산 생성 방법을 개략적으로 도시한 것이다. Figure 4 schematically shows an acetic acid production method further comprising the step of producing energy using the unreacted gas during acetic acid production according to the present invention.
본 발명에서는 상기 a) 단계 내지 d) 단계를 순차적으로 수행한 뒤, 상기 d) 단계에서 미 반응된 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 단계를 추가로 수행함으로써, 아세트산 생성과 함께 전기 에너지를 추가로 생성할 수 있고, 미 반응된 가스의 이용 효율을 극대화시킬 수 있다.In the present invention, after the steps a) to d) are sequentially performed, the step of generating electricity using the unreacted gas in the step d) is further performed, thereby further generating electrical energy together with acetic acid generation. Can be generated, and the utilization efficiency of the unreacted gas can be maximized.
본 발명에서 상기 전기를 발생시키는 공정은 열 교환기 터빈을 사용하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 여기서, 상기 열 교환기 터빈을 통과하는 미 반응된 가스의 온도는 특별히 제한하지 않으나, 예를 들면, 800℃ 내지 900℃ 일 수 있다.In the present invention, the process of generating electricity may be performed using a heat exchanger turbine, but is not limited thereto. The temperature of the unreacted gas passing through the heat exchanger turbine is not particularly limited, but may be, for example, 800 ° C to 900 ° C.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 시스템에 관한 것으로, 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 합성 가스(Syngas)를 생성하는 개질부; 상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하는 분리부; 상기 개질부에서 생성된 합성 가스와, 상기 분리부에서 분리된 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 혼합시켜 메탄올을 생성하는 제1 반응부; 상기 분리기에서 분리된 일산화탄소와, 반응기에서 생성된 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 제2 반응부; 및 상기 제2 반응부에서 생산된 아세트산을 저장하는 아세트산 저장 탱크를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a system for generating acetic acid using carbon dioxide, comprising: a reforming unit for generating syngas using gas including carbon dioxide (CO 2 ) and hydrocarbons; A separation unit separating the synthesis gas into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO); A first reaction unit generating methanol by mixing a synthesis gas generated in the reforming unit and a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) separated in the separation unit; A second reaction unit generating acetic acid using carbon monoxide separated from the separator and methanol generated in the reactor; And it may include an acetic acid storage tank for storing the acetic acid produced in the second reaction unit.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 시스템을 개략적으로 도시한 것으로, 이하 각 구성을 상세히 설명한다.FIG. 5 schematically illustrates a system for generating acetic acid using carbon dioxide according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, each configuration will be described in detail.
본 발명에서 상기 개질부에 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 주입하면 상기 반응식 (1)의 반응에 의하여 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 합성 가스(Syngas)가 생성될 수 있다. Injecting a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) and a hydrocarbon in the reforming unit in the present invention generates a synthesis gas (Syngas) containing hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) by the reaction of the reaction (1) Can be.
본 발명에서 상기 개질부는 건식 개질부로, 상기 반응식 (1)의 반응은 건식 개질 반응으로 수행될 수 있다. In the present invention, the reforming unit is a dry reforming unit, the reaction of Scheme (1) may be carried out by a dry reforming reaction.
본 발명에서 상기 건식 개질 반응은, 8족의 전이 금속으로 예를 들면, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, Pt 등의 촉매 존재 하에 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the dry reforming reaction may be performed in the presence of a catalyst of, for example, Ni, Ru, Rh, Pd, Ir, or Pt as a transition metal of Group 8, but is not limited thereto.
본 발명에 있어서, 상기 건식 개질 반응의 수행 조건은 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 1 내지 6 bar, 800 내지 1000℃에서 수행될 수 있다. In the present invention, the conditions for performing the dry reforming reaction are not particularly limited, but may be preferably performed at 1 to 6 bar and 800 to 1000 ° C.
다만, 본 발명에서 상기 건식 개질 반응이 1 bar 미만의 압력 하에서 수행되는 경우, 일산화탄소가 포함된 합성 가스가 후속 공정에서 요구되는 압력으로 전달이 어려울 수 있고, 6 bar를 초과하는 압력 하에서 수행되는 경우에는 압력 유지를 위한 비용이 문제될 수 있다. However, when the dry reforming reaction in the present invention is carried out under a pressure of less than 1 bar, it may be difficult to transfer the synthesis gas containing carbon monoxide to the pressure required in the subsequent process, if the pressure is carried out in excess of 6 bar The cost for maintaining pressure can be a problem.
또한, 본 발명에서 상기 건식 개질 반응이 800℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우, 흡열 반응에 해당하는 건식 개질 반응이 효율적으로 일어나지 않을 수 있고, 1000℃를 초과하는 온도 하에서 수행되는 경우에는 비용이 문제될 수 있다.In addition, in the present invention, when the dry reforming reaction is carried out at a temperature of less than 800 ℃, the dry reforming reaction corresponding to the endothermic reaction may not occur efficiently, the cost is a problem when performed under a temperature exceeding 1000 ℃ Can be.
본 발명에서 상기와 같이 개질부에서 생성된 합성 가스는 배관을 통하여 상기 개질부에 연결된 분리부로 이동할 수 있고, 상기 분리부에서는 합성 가스가 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리될 수 있다.In the present invention, the synthesis gas generated in the reforming unit as described above may be moved to a separation unit connected to the reforming unit through a pipe, in which the synthesis gas is mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO), It can be separated into a single gas of carbon monoxide (CO).
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예를 도시한 것으로, 이하 상기 분리부에 대하여 상세히 설명한다.Figure 6 illustrates an embodiment according to the present invention, will be described in detail with respect to the separation unit below.
본 발명에서 상기 배관에는 합성 가스로부터 미 반응된 이산화탄소 및 부산물인 물을 제거하는 제거부를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the pipe may further include a removal unit for removing unreacted carbon dioxide and by-product water from the synthesis gas.
또한, 본 발명에서 상기 분리부의 하부에는 상기 제거부에서 미 반응된 이산화탄소 및 물이 제거된 합성 가스를 압축 후 냉각하는 냉각부; 및 상기 합성 가스 내의 일부 일산화탄소를 액상으로 응축시키는 응축부를 더 포함할 수 있다. In addition, the lower portion of the separator in the present invention, the cooling unit for compressing and cooling the synthesis gas from which the unreacted carbon dioxide and water from the removal unit is removed; And a condensation unit for condensing some carbon monoxide in the synthesis gas into a liquid phase.
또한, 본 발명에서 상기 분리부의 상단에는 상기 응축부에서 응축되지 않은 잔류 가스를 배출하는 제1 배출부를 더 포함할 수 있다. In addition, the upper end of the separation unit in the present invention may further include a first discharge unit for discharging the residual gas not condensed in the condensation unit.
또한, 본 발명에서 상기 분리부의 하단에는 상기 응축부에서 액상으로 분리된 일산화탄소를 배출하는 제2 배출부를 더 포함할 수 있다.In addition, the lower end of the separation unit in the present invention may further include a second discharge unit for discharging the carbon monoxide separated into the liquid phase from the condensation unit.
또한, 상기 제2 배출부는 상기 응축부에서 분리된 일산화탄소를 팽창시킨 뒤, 다중 열 교환기로 이를 기화시켜 외부로 배출시키며 수행될 수 있다.In addition, the second discharge unit may be performed by expanding the carbon monoxide separated from the condensation unit, and then vaporizing it with a multiple heat exchanger to discharge the carbon monoxide to the outside.
상기와 같이, 분리부에서는 생성된 합성 가스를, 수소 및 일산화탄소의 혼합 가스와, 일산화탄소의 단일 가스를 분리함으로써, 상기 혼합 가스는 메탄올을 생성하는 과정에 사용하고, 상기 단일 가스는 상기와 같이 생성된 메탄올과 반응시켜 최종 산물인 아세트산을 생성하는 과정에 사용하여, 단일 공정으로 아세트산을 생성할 수 있다.As described above, in the separation unit, the generated gas is separated into a mixed gas of hydrogen and carbon monoxide and a single gas of carbon monoxide, and the mixed gas is used in the process of producing methanol, and the single gas is generated as described above. It can be used in the process of reacting with methanol to produce acetic acid, the final product, to produce acetic acid in a single process.
본 발명에서, 상기 냉각부에서 상기 미 반응된 이산화탄소 및 물이 제거된 합성 가스를 압축하는 단계의 수행 조건 역시 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 10 내지 15 bar의 압력 하에서 수행될 수 있다. 상기 합성 가스를 10 bar 미만의 압력 하에서 압축하는 경우에는 후속 공정에서 요구되는 가스의 양을 유지할 수 없고, 15 bar를 초과하는 압력 하에서 압축하는 경우에는 공정 수행에 과다한 비용이 소요되어 문제될 수 있다.In the present invention, the performing conditions of the step of compressing the synthesis gas from which the unreacted carbon dioxide and water are removed in the cooling unit are not particularly limited, but may be preferably performed under a pressure of 10 to 15 bar. If the synthesis gas is compressed under a pressure of less than 10 bar can not maintain the amount of gas required in the subsequent process, if compressed under a pressure of more than 15 bar may be a problem due to excessive costs in the performance of the process .
또한, 본 발명에서 상기 냉각부는 그 내부에 냉각수를 포함하여, 냉각부 외부에 접촉하는 합성 가스를 냉각할 수 있다. In addition, in the present invention, the cooling unit may include a cooling water therein to cool the synthesis gas in contact with the outside of the cooling unit.
또한, 본 발명에서, 상기 응축부는 80 내지 90K의 온도에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 80K 미만의 온도 하에서 응축시키는 경우 온도 경감에 따른 비용이 문제될 수 있고, 90K 초과의 온도 하에서 응축시키는 경우 일산화탄소의 응축이 충분하지 않아 분리가 효율적으로 일어나지 않을 수 있다.In addition, in the present invention, the condensation unit may be performed at a temperature of 80 to 90K, but is not limited thereto. When condensing at a temperature of less than 80K may be a problem of cost reduction, and when condensing at a temperature of more than 90K, carbon monoxide may not be condensed enough, so separation may not occur efficiently.
본 발명에서는 상기 분리부의 응축부에서 응축되지 않은 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스는 분리부의 상부로 이동하여 그에 연결된 배관을 통해 제1 반응부로 이동할 수 있고, 상기 개질부의 합성 가스의 일부도 배관을 통하여 제1 반응부로 이동할 수 있다. In the present invention, the mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) that is not condensed in the condenser of the separator may move to the upper part of the separator and move to the first reaction part through a pipe connected thereto. A part of may move to the first reaction unit through the pipe.
본 발명에서 상기 제1 반응부에서는 상기 분리부로부터 공급된 수소 및 일산화탄소의 혼합 가스와 상기 개질부에서 공급된 합성 가스가 혼합되어 메탄올이 생성될 수 있다. In the present invention, in the first reaction unit, a mixed gas of hydrogen and carbon monoxide supplied from the separation unit and a synthesis gas supplied from the reforming unit may be mixed to generate methanol.
본 발명에서, 상기와 같이 제1 반응부에서 이뤄지는 메탄올의 생성은 상기 식 (1)로 정의되는 화학양론적(stoichiometric) 비율이 운동학적(kinetic) 이유에 의하여 약 2가 되어야 하므로(Spath et al, 2003), 합성 가스로부터 분리된 상기 일산화탄소 스트림은 수소 및 일산화탄소 스트림과 화학양론적으로 2의 비율로 맞춰질 수 있다.In the present invention, the production of methanol in the first reaction unit as described above should be about 2 for the stoichiometric ratio defined by Equation (1) for kinetic reasons (Spath et al. , 2003), the carbon monoxide stream separated from the synthesis gas can be stoichiometrically aligned with the hydrogen and carbon monoxide streams at a ratio of two.
본 발명에 있어서, 상기 제1 반응부의 수행 조건은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 40 내지 60 bar 및 200 내지 300℃에서 수행될 수 있다.In the present invention, the performance conditions of the first reaction unit are not particularly limited, but may be preferably performed at 40 to 60 bar and 200 to 300 ° C.
다만, 40 bar 미만의 압력으로 수행되는 경우에는 메탄올 생성 수득률이 낮을 수 있고, 60 bar 초과의 압력으로 수행되는 경우에는 비용이 문제될 수 있다. 또한, 상기 제1 반응부에서 수행되는 메탄올의 생성은 화학 평형에 의해 제한을 받는 반응으로, 200℃의 미만의 온도 및 300℃ 초과의 온도하에서는 화학 평형을 유지하기 어려워, 높은 메탄올의 수득량을 기대할 수 없다.However, when performed at a pressure of less than 40 bar, the methanol production yield may be low, and when performed at a pressure of more than 60 bar may be a problem. In addition, the production of methanol performed in the first reaction unit is a reaction limited by chemical equilibrium, and it is difficult to maintain chemical equilibrium at a temperature of less than 200 ° C and a temperature of more than 300 ° C, resulting in high methanol yield. Can't expect
또한, 본 발명에서는 상기와 같이 제1 반응부에서 메탄올이 생성되면, 메탄올은 배관을 통하여 제2 반응부로 이동할 수 있고, 상기 분리부 내 응축부에 의하여 응축 및 분리된 일산화탄소 또한 배관을 통하여 상기 제2 반응부로 이동할 수 있다. In addition, in the present invention, when methanol is generated in the first reaction unit as described above, methanol may move to the second reaction unit through a pipe, and carbon monoxide condensed and separated by the condensation unit in the separation unit may also be formed through the pipe. 2 can move to the reaction section.
이때, 상기 분리부와 제2 반응부를 연결하는 배관에는 열 교환기, 바람직하게는 다중 열 교환기가 연결되어 액상으로 응축된 일산화탄소를 기상의 가스로 전환시켜 제2 반응부로 공급할 수 있다. At this time, a heat exchanger, preferably a multiple heat exchanger, is connected to the pipe connecting the separation unit and the second reaction unit to convert carbon monoxide condensed in the liquid phase into a gaseous gas and supply it to the second reaction unit.
본 발명에서, 상기 제2 반응부에서는 상기 분리부에서 분리된 일산화탄소와, 상기 제1 반응부로부터 공급된 메탄올이 혼합되어 아세트산(acetic acid)을 생성할 수 있다.In the present invention, in the second reaction unit, carbon monoxide separated in the separation unit and methanol supplied from the first reaction unit may be mixed to generate acetic acid.
본 발명에 있어서, 상기 제2 반응부에서는 일산화탄소와, 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성이 상기 반응식 (2)에 의할 수 있다.In the present invention, the production of acetic acid using carbon monoxide and methanol in the second reaction unit may be based on the reaction formula (2).
본 발명에서, 상기 아세트산 저장 탱크는 상기 제2 반응부에서 생성된 아세트산을 수득하여 저장할 수 있다.In the present invention, the acetic acid storage tank may obtain and store acetic acid produced in the second reaction unit.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로, 본 발명에 따른 개질부, 분리부, 제1 반응부, 제2 반응부 및 아세트산 저장 탱크로 구성된 아세트산 생성 시스템에, 상기 개질부, 분리부, 제1 반응부 및 제2 반응부 각각에는 미 반응된, 합성 가스, 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스 또는 일산화탄소를 회수하는 회수부를 더 포함할 수 있다.7 is an embodiment according to the present invention, in the acetic acid production system consisting of a reforming unit, a separation unit, a first reaction unit, a second reaction unit and an acetic acid storage tank according to the present invention, wherein the reforming unit, separation unit, Each of the first reaction part and the second reaction part may further include a recovery part for recovering unreacted synthesis gas, a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO), or carbon monoxide.
본 발명에서는 상기 회수부는 회수된 미 반응된 혼합 가스를 제1 반응부에 재공급할 수 있고, 그 경우 재공급하지 않은 경우와 비교하여 동일한 이산화탄소로 아세트산의 생성 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In the present invention, the recovery unit may re-supply the recovered unreacted mixed gas to the first reaction unit, in which case it is possible to further improve the production efficiency of acetic acid with the same carbon dioxide as compared with the case of not supplying again.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로, 본 발명에 따른 개질부, 분리부, 제1 반응부, 제2 반응부 및 아세트산 저장 탱크로 구성된 아세트산 생성 시스템에, 미 반응된 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 전기 터빈부를 추가로 더 포함할 수 있다.8 is an embodiment according to the present invention, the acetic acid production system consisting of the reforming unit, the separation unit, the first reaction unit, the second reaction unit and the acetic acid storage tank according to the present invention, using an unreacted gas It may further include an electric turbine unit for generating a.
구체적으로는, 본 발명에서 상기 제2 반응부에서는 미 반응된 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 전기 터빈부를 추가로 포함함으로써, 아세트산 생성과 함께 전기 에너지를 추가로 생성할 수 있고, 미 반응된 가스의 이용 효율을 극대화시킬 수 있다. Specifically, in the present invention, the second reaction unit further includes an electric turbine unit that generates electricity by using unreacted gas, thereby further generating electric energy together with acetic acid generation, and unreacted gas. Can maximize the use efficiency.
또한, 본 발명에서 상기 열 교환기 터빈을 통과하는 미 반응된 가스의 온도는 특별히 제한하지 않으나, 예를 들면, 800℃ 내지 900℃ 일 수 있다.Further, in the present invention, the temperature of the unreacted gas passing through the heat exchanger turbine is not particularly limited, but may be, for example, 800 ° C to 900 ° C.
다만, 800℃ 미만의 온도인 경우에는 전기 에너지를 충분히 발생시킬 수 없고, 900℃ 초과의 온도인 경우에는 오히려 총 에너지 효율을 감소시킬 수 있다.However, if the temperature of less than 800 ℃ can not generate enough electrical energy, if the temperature of more than 900 ℃ can reduce the total energy efficiency rather.
실시예Example
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples are merely examples to help understanding of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예 1] 이산화탄소 배출 계산Example 1 Carbon Dioxide Emission Calculation
도 6에 도시한 시스템을 이용하여 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생산하는 방법을 Aspen plus 시뮬레이션으로 구현하였다.Aspen plus simulation of the method for producing acetic acid using carbon dioxide using the system shown in FIG.
구체적으로, 건식 개질부(100)에 이산화탄소(CO2) 및 메탄(CH4) 가스를 주입하고, 압력 및 온도 조건을 각각 4bar 및 850℃로 조절하자 개질 반응이 수행되어 일산화탄소 및 수소가 포함되어 있는 합성 가스(syngas)가 생성되었다. 이후, 상기 건식 개질부에서 생성된 합성 가스 중 일부는 연결관으로 이동하여, 상기 연결관에 연결된 제거부(210)를 통하여, 상기 합성 가스에 포함되어 있는 미 반응된 이산화탄소 및 부산물인 물이 제거되었다. 상기와 같이 이산화탄소 및 물이 제거된 합성 가스는 이후 분리부(200)의 하부로 공급되어 그 하부에 존재하는 냉각부(220)에 의하여 압축 및 냉각되었다. 냉각된 합성 가스는 상기 상기 냉각부에 이어서 존재하는 응축부(230)로 이동하였다. 상기 응축부에서 상기 합성 가스에 포함된 일부 일산화탄소가 액상으로 응축 분리되었다. 상기 응축부에서 응축되지 않은 수소와 일산화탄소의 혼합 가스는 상기 분리부의 상부로 이동하여 제2 배출부(250)를 통해 제1 반응부(300)로 공급되었다. 또한, 상기 개질부(100)에서 생성된 합성 가스의 일부는 제1 반응부(300)로 공급되었다. 상기 제1 반응부(300)의 압력 및 온도를 각각 49bar 및 258℃로 조절하자 상기 일산화탄소 및 수소의 혼합 가스와 합성 가스가 반응하여 메탄올이 합성되었다. 이후, 합성된 메탄올은 펌프를 통하여 제2 반응부(400)의 상부로 공급되었고, 상기 분리부(200) 내 응축부(230)에서 분리된 일산화탄소는 제2 배출부(250)를 통해 배출된 뒤 열 교환기(260)에서 기상의 형태로 전환되어 상기 제2 반응부(400)의 하부로 공급되었다. 상기 제2 반응부에서는 일산화탄소와 메탄올이 반응하여 최종 산물인 아세트산이 생성되었다. Specifically, the carbon dioxide (CO 2 ) and methane (CH 4 ) gas is injected into the dry reforming unit 100, and the reforming reaction is performed by adjusting the pressure and temperature conditions to 4 bar and 850 ° C., respectively, to include carbon monoxide and hydrogen. Syngas was produced. Subsequently, some of the synthesis gas generated in the dry reforming unit is moved to the connection pipe, and through the removal unit 210 connected to the connection pipe, unreacted carbon dioxide and by-product water included in the synthesis gas are removed. It became. As described above, the synthesis gas from which carbon dioxide and water have been removed is then supplied to the lower portion of the separation unit 200 and compressed and cooled by the cooling unit 220 existing thereunder. The cooled syngas was transferred to the condensation section 230 which is subsequently present in the cooling section. In the condensation unit, some carbon monoxide contained in the synthesis gas was condensed and separated into the liquid phase. The mixed gas of hydrogen and carbon monoxide not condensed in the condenser is moved to the upper part of the separator and supplied to the first reaction part 300 through the second discharge part 250. In addition, a part of the synthesis gas generated in the reforming unit 100 was supplied to the first reaction unit 300. When the pressure and temperature of the first reaction unit 300 were adjusted to 49 bar and 258 ° C., respectively, the mixed gas of carbon monoxide and hydrogen reacted with syngas to synthesize methanol. Thereafter, the synthesized methanol was supplied to the upper portion of the second reaction unit 400 through a pump, and the carbon monoxide separated from the condensation unit 230 in the separation unit 200 was discharged through the second discharge unit 250. The rear heat exchanger 260 was converted into a gaseous phase and supplied to the lower portion of the second reaction unit 400. In the second reaction unit, carbon monoxide and methanol react to produce acetic acid, a final product.
상기와 같은 공정의 구현을 통해, 이산화탄소 배출량을 계산한 뒤, 그 결과를 표 1 에 나타내었다. Through the implementation of the above process, after calculating the carbon dioxide emissions, the results are shown in Table 1.
또한, 기존의 공정과 비교를 위하여 건식 개질 방법 기반의 공정으로 메탄올 및 이산화탄소의 주입을 통해 동일한 양의 아세트산을 생성하는 방법을 레퍼런스 Life Cycle Inventories of Chemicals, 2007을 참고하여, 이산화탄소 배출량을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타낸 뒤, 상기 표 1 및 2의 이산화탄소 배출량을 각각 비교하여 도 9에 나타내었다.In addition, for comparison with the existing process, the method of producing acetic acid through the injection of methanol and carbon dioxide using a dry reforming method is referred to the reference Life Cycle Inventories of Chemicals, 2007 to measure carbon dioxide emissions, The results are shown in Table 2 and shown in FIG. 9 by comparing the carbon dioxide emissions of Tables 1 and 2, respectively.
| 이산화탄소 양(Kg-이산화탄소/Kg-아세트산)CO2 amount (Kg-carbon dioxide / Kg-acetic acid) | 주입량(In)Injection amount (In) | 배출량(Out)Out |
| 이산화탄소 소모량Carbon dioxide consumption | 1.121.12 | |
| 전기 생산 (가스 터빈 기준)Electricity Production (Gas Turbine Standard) | 0.390.39 | |
| 연도 가스(Flue gas)Flue gas | 0.830.83 | |
| 아세트산 반응기의 열Heat in acetic acid reactor | 0.130.13 | |
| 천연 가스 생산 및 수송Natural gas production and transportation | 0.200.20 | |
| 최종 이산화탄소 배출양Final CO2 emissions | 0.430.43 | |
| 이산화탄소 양(Kg-이산화탄소/Kg-아세트산)CO2 amount (Kg-carbon dioxide / Kg-acetic acid) | 배출량(Out)Out |
| 메탄올 생산Methanol production | 0.290.29 |
| 일산화탄소 생산Carbon monoxide production | 0.430.43 |
| 생성된 이산화탄소량CO2 produced | 0.080.08 |
| 전기 생산Electricity production | 0.030.03 |
| 연도 가스(Flue gas)Flue gas | 0.130.13 |
| 스팀 생산Steam production | 0.080.08 |
| 천연 가스 생산 및 수송Natural gas production and transportation | 0.030.03 |
| 최종 이산화탄소 배출양Final CO2 emissions | 1.071.07 |
표 1 및 2, 도 9에서 보는 바와 같이, 기존의 건식 개질에 기초한 아세트산의 생산이 더 많은 이산화탄소를 배출하지만, 건식 개질 방법은 아세트산 생산에 비하여 이산화탄소를 더 많이 소비하였다. As shown in Tables 1 and 2, FIG. 9, the production of acetic acid based on existing dry reforming produced more carbon dioxide, but the dry reforming method consumed more carbon dioxide than acetic acid production.
상기 결과를 통해, 전체 공정으로 비교하여 보았을 때 이산화탄소의 배출량은 본 발명에 따른 아세트산의 생성 방법에서 현저하게 낮출 수 있음을 알 수 있다.Through the above results, it can be seen that the emissions of carbon dioxide can be significantly lowered in the production method of acetic acid according to the present invention when compared to the overall process.
[실시예 2] 아세트산 생성의 경제성 평가Example 2 Economic Evaluation of Acetic Acid Production
상기 실시예 1에서 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생산하는 방법에 대하여, 상기 방법을 작동 시키기 위한 비용을 예측하여 그 결과를 표 3에 나타내고, 본 발명에 따른 상기 아세트산 생산 방법의 경제성 평가를 위하여 다양한 국가의 아세트산 가격을 표 4에 나타내었다(tecnon Orbichem 참고). With respect to the method for producing acetic acid using carbon dioxide in Example 1, the cost for operating the method is shown in Table 3 and the results are shown in Table 3, for the economic evaluation of the acetic acid production method according to the present invention Acetic acid prices are shown in Table 4 (see tecnon Orbichem).
| 내용Contents | 비용($/아세트산 1톤)Cost ($ / one ton of acetic acid) |
| 주입된 이산화탄소Injected carbon dioxide | 26.9126.91 |
| 주입된 천연 가스Infused natural gas | 56.8156.81 |
| 전기Electric | 59.9659.96 |
| 건식 개질 반응의 연료Dry reforming fuel | 8.508.50 |
| 냉각수cooling water | 1.561.56 |
| 아세트산 반응기 연료Acetic acid reactor fuel | 6.426.42 |
| 이산화탄소 제거CO2 removal | 4.334.33 |
| 최종 비용Final cost | 164.49164.49 |
| 국가country | 비용($/아세트산 1톤)Cost ($ / one ton of acetic acid) |
| 미국United States of America | 570570 |
| 유럽Europe | 750750 |
| 중국China | 370370 |
상기 표 3 및 4에서 보는 바와 같이, 건식 개질 방법에 의한 시장에서의 직접 비교는 아니지만, 영업 이익률을 계산하여 프로세스 실현 가능 여부를 판단한 결과 각국의 영업 이익율은 건식 개질 기반으로 아세트산을 생성하였을 때 경제성이 충분하였다.As shown in Tables 3 and 4 above, although it is not a direct comparison in the market by the dry reforming method, it is determined that the process can be realized by calculating the operating profit margin. Was enough.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.
[부호의 설명][Description of the code]
100 : 개질부100: reforming part
200 : 분리부200: separator
210 : 제거부210: remover
220 : 냉각부220: cooling part
230 : 응축부230: condensation unit
240 : 제1 배출부240: first discharge part
250 : 제2 배출부250: second outlet
260 : 열 교환기260: heat exchanger
300 : 제1 반응부300: first reaction part
400 : 제2 반응부400: second reaction part
410 : 열 교환기 터빈부 410: heat exchanger turbine portion
500 : 아세트산 저장 탱크500: acetic acid storage tank
600 : 회수부600: recovery unit
Claims (23)
- a) 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 합성 가스(Syngas)를 생성하는 단계;a) generating a syngas comprising hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) using a gas comprising carbon dioxide (CO 2 ) and a hydrocarbon;b) 상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하는 단계;b) separating the synthesis gas into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO);c) 상기 a) 단계의 합성 가스와, 상기 b) 단계의 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 혼합하여 메탄올(methanol)을 생성하는 단계; 및c) mixing the synthesis gas of step a) with a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) in step b) to produce methanol; Andd) 상기 b) 단계에서 분리된 일산화탄소와, 상기 c) 단계에서 생성된 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 단계를 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.d) producing acetic acid using carbon monoxide separated in step b) and methanol produced in step c).
- 제 1항에 있어서,The method of claim 1,상기 a) 단계는 건식 개질 반응을 통해 이루어지는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.The step a) is through a dry reforming reaction, a method of producing acetic acid using carbon dioxide.
- 제 2항에 있어서,The method of claim 2,상기 건식 개질 반응은 1 내지 6 bar, 800 내지 1000℃에서 이루어지는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.The dry reforming reaction is carried out at 1 to 6 bar, 800 to 1000 ℃, how to produce acetic acid using carbon dioxide.
- 제 1항에 있어서,The method of claim 1,상기 b) 단계는, 상기 합성 가스에서 미 반응된 이산화탄소와 부산물인 물을 제거하는 단계를 더 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.The step b) further comprises the step of removing unreacted carbon dioxide and by-product water from the synthesis gas, acetic acid using carbon dioxide.
- 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein상기 b) 단계는, i) 상기 합성 가스를 압축 후 냉각하는 단계; 및The step b) may include: i) cooling the synthesis gas after compression; Andii) 냉각된 합성 가스 내의 일부 일산화탄소를 응축시켜 분리하는 단계를 더 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.ii) condensing and separating some carbon monoxide in the cooled syngas to produce acetic acid with carbon dioxide.
- 제 5항에 있어서,The method of claim 5,상기 ii) 단계에서 응축되어 분리된 일산화탄소를 팽창시킨 뒤 기화시켜 가스 형태의 일산화탄소를 얻는 단계를 더 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.And expanding and condensing carbon monoxide separated and condensed in step ii) to obtain carbon monoxide in gaseous form.
- 제 6항에 있어서,The method of claim 6,상기 기화는 열 교환기를 이용하여 수행되는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.Wherein said vaporization is carried out using a heat exchanger.
- 제 5항에 있어서,The method of claim 5,상기 ii) 단계에서 응축되지 않은 잔류 가스를 회수하는 단계를 더 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.Recovering residual gas that has not been condensed in step ii).
- 제 5항에 있어서,The method of claim 5,상기 합성 가스의 압축은 10 내지 15bar로 하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.Compression of the synthesis gas is 10 to 15 bar, a method for producing acetic acid using carbon dioxide.
- 제 2항에 있어서,The method of claim 2,상기 일산화탄소의 응축은 80 내지 90K로 하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.Condensation of the carbon monoxide is 80 to 90K, the method of producing acetic acid using carbon dioxide.
- 제 1항에 있어서,The method of claim 1,상기 c) 단계는 40 내지 60 bar 및 200 내지 300℃에서 메탄올을 생성하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.The c) step is to produce methanol at 40 to 60 bar and 200 to 300 ℃, how to produce acetic acid using carbon dioxide.
- 제 1항에 있어서,The method of claim 1,상기 a) 내지 d) 단계 중 적어도 하나의 단계에서 미 반응된 합성 가스, 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 회수하는 단계; 및Recovering a mixed gas of unreacted synthesis gas, hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) in at least one of the steps a) to d); And회수된 미 반응 가스를 상기 c) 단계에 재공급하는 단계를 더 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.Re-feeding the recovered unreacted gas to step c), the method of producing acetic acid using carbon dioxide.
- 제 1항에 있어서,The method of claim 1,상기 d) 단계에서 미 반응한 가스를 통해 전기를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.The method of producing acetic acid using carbon dioxide further comprising the step of generating electricity through the unreacted gas in step d).
- 제 13항에 있어서,The method of claim 13,상기 전기를 발생시키는 단계는 열 교환기 터빈을 통해 수행되는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산을 생성하는 방법.Wherein the step of generating electricity is carried out via a heat exchanger turbine.
- 이산화탄소(CO2) 및 탄화수소를 포함하는 가스를 이용하여 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)를 포함하는 합성 가스(Syngas)를 생성하는 개질부;A reforming unit generating a synthesis gas (Syngas) including hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) by using a gas including carbon dioxide (CO 2 ) and a hydrocarbon;상기 합성 가스를 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스와, 일산화탄소(CO)의 단일 가스로 분리하는 분리부;A separation unit separating the synthesis gas into a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) and a single gas of carbon monoxide (CO);상기 개질부에서 생성된 합성 가스와, 상기 분리부에서 분리된 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합 가스를 혼합시켜 메탄올을 생성하는 제1 반응부; 및A first reaction unit generating methanol by mixing a synthesis gas generated in the reforming unit and a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) separated in the separation unit; And상기 분리부에서 분리된 일산화탄소와, 상기 제1 반응부에서 생성된 메탄올을 이용하여 아세트산(acetic acid)을 생성하는 제2 반응부를 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.Carbon dioxide separated in the separation unit and a second reaction unit for producing acetic acid (acetic acid) using methanol generated in the first reaction unit, acetic acid production system using carbon dioxide.
- 제 15항에 있어서,The method of claim 15,상기 개질부는 건식 개질부인 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.The reforming unit is a dry reforming unit, acetic acid production system using carbon dioxide.
- 제 15항에 있어서,The method of claim 15,상기 분리부는, 상기 합성 가스에서 이산화탄소 및 물을 제거하는 제거부를 더 포함하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.The separation unit further comprises a removal unit for removing carbon dioxide and water from the synthesis gas, acetic acid production system using carbon dioxide.
- 제 17항에 있어서,The method of claim 17,상기 분리부는, 상기 합성 가스를 압축 후 냉각하는 냉각부; 및The separation unit, a cooling unit for compressing and cooling the synthesis gas; And상기 냉각된 합성 가스 내의 일산화탄소를 응축 시켜 분리하는 응축부를 더 포함하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.Further comprising a condensation unit for condensing and separating the carbon monoxide in the cooled synthesis gas, acetic acid production system using carbon dioxide.
- 제 18항에 있어서,The method of claim 18,상기 분리부는 상기 응축부에서 분리된 일산화탄소를 팽창시킨 뒤, 기화시켜 배출하는 제2 배출부를 더 포함하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.Wherein the separation unit further expands the carbon monoxide separated in the condensation unit, and further comprising a second discharge unit for vaporizing and discharge, acetic acid production system using carbon dioxide.
- 제 19항에 있어서,The method of claim 19,상기 제2 배출부는 상기 일산화탄소를 기화시키기 위한 열 교환기를 더 포함하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.The second discharge portion further comprises a heat exchanger for vaporizing the carbon monoxide, acetic acid production system using carbon dioxide.
- 제 15항에 있어서,The method of claim 15,상기 개질부, 분리부, 제1 반응부 및 제2 반응부 중 적어도 하나에서 미 반응된 가스를 회수하는 회수부를 더 포함하는, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.And a recovery unit for recovering unreacted gas from at least one of the reforming unit, the separation unit, the first reaction unit, and the second reaction unit.
- 제 21항에 있어서,The method of claim 21,상기 회수부는 제1 반응부에 연결되어, 상기 회수부에서 회수된 가스를 제1 반응부에 재공급하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.The recovery unit is connected to the first reaction unit, it is to supply the gas recovered in the recovery unit to the first reaction unit, acetic acid production system using carbon dioxide.
- 제 15항에 있어서,The method of claim 15,상기 제2 반응부는, 상기 제2 반응부에서 미 반응된 가스를 이용하여 전기를 발생시키는 열 교환기 터빈부를 더 포함하는 것인, 이산화탄소를 이용한 아세트산 생성 시스템.The second reaction unit, further comprising a heat exchanger turbine unit for generating electricity by using the unreacted gas in the second reaction unit, acetic acid generation system using carbon dioxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2018/005074 WO2019212072A1 (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | Acetic acid production method using dry reforming process using carbon dioxide and system for same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2018/005074 WO2019212072A1 (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | Acetic acid production method using dry reforming process using carbon dioxide and system for same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2019212072A1 true WO2019212072A1 (en) | 2019-11-07 |
Family
ID=68385955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2018/005074 WO2019212072A1 (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | Acetic acid production method using dry reforming process using carbon dioxide and system for same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2019212072A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110963462A (en) * | 2019-12-11 | 2020-04-07 | 宁夏泰富能源有限公司 | Methanol hydrogen production system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100017757A (en) * | 2007-05-11 | 2010-02-16 | 바스프 에스이 | Method for producing synthesis gas |
| KR20100131528A (en) * | 2004-01-22 | 2010-12-15 | 에이스텍스 (사이프러스) 리미티드 | Integrated process for acetic acid and methanol |
| KR101525943B1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-06-09 | 한국화학연구원 | Heterogeneous Cupper based catalysts for coproducing dimethyl ether and acetic acid from methanol |
| KR20160100327A (en) * | 2013-12-20 | 2016-08-23 | 바스프 에스이 | Method for reforming mixtures of hydrocarbons and carbon dioxide |
| KR20180100899A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-12 | 한국과학기술원 | Method for producing acetic acid by dry reforming reaction using carbon dioxide and system therefor |
-
2018
- 2018-05-02 WO PCT/KR2018/005074 patent/WO2019212072A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100131528A (en) * | 2004-01-22 | 2010-12-15 | 에이스텍스 (사이프러스) 리미티드 | Integrated process for acetic acid and methanol |
| KR20100017757A (en) * | 2007-05-11 | 2010-02-16 | 바스프 에스이 | Method for producing synthesis gas |
| KR20160100327A (en) * | 2013-12-20 | 2016-08-23 | 바스프 에스이 | Method for reforming mixtures of hydrocarbons and carbon dioxide |
| KR101525943B1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-06-09 | 한국화학연구원 | Heterogeneous Cupper based catalysts for coproducing dimethyl ether and acetic acid from methanol |
| KR20180100899A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-12 | 한국과학기술원 | Method for producing acetic acid by dry reforming reaction using carbon dioxide and system therefor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110963462A (en) * | 2019-12-11 | 2020-04-07 | 宁夏泰富能源有限公司 | Methanol hydrogen production system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2572905B2 (en) | Internal reforming molten carbonate fuel cell power generator | |
| US4019314A (en) | High pressure gasification of coal using nitrogen dilution of waste gas from steam generator | |
| WO2011138988A1 (en) | Electricity generating device of lng carrier and method thereof | |
| US6588212B1 (en) | Combustion turbine fuel inlet temperature management for maximum power outlet | |
| WO2012077978A9 (en) | Gasification method for reducing emission of carbon dioxide | |
| WO2011087199A1 (en) | Molten iron manufacturing apparatus for reducing emissions of carbon dioxide | |
| WO2018038397A1 (en) | High efficiency supercritical carbon dioxide power generation system and method therefor | |
| WO2012074156A1 (en) | Power generation system using plasma gasifier | |
| CZ188993A3 (en) | Process and apparatus for producing pure energy | |
| FR2485030A1 (en) | PROCESS FOR THE CATALYTIC PROCESSING OF COAL WITH GASEOUS COMPONENTS AND FOR REFORMING THE GASEOUS PRODUCTS OBTAINED | |
| EP1982052A2 (en) | Integrated gasification combined cycle with preheating of nitrogen / oxygen from air separator | |
| WO2019212072A1 (en) | Acetic acid production method using dry reforming process using carbon dioxide and system for same | |
| GB2075124A (en) | Integrated gasification-methanol synthesis-combined cycle plant | |
| WO2011081276A1 (en) | Apparatus for manufacturing molten iron | |
| JP2002527539A (en) | Method for converting hydrogen to alternative natural gas | |
| KR20040067952A (en) | Generating method and system of MHD | |
| KR20180100899A (en) | Method for producing acetic acid by dry reforming reaction using carbon dioxide and system therefor | |
| WO2010058983A2 (en) | Method for recovering (meth)acrylic acid ester | |
| US7662196B2 (en) | Procedure for gasification of glycerine | |
| CN115651714A (en) | Device and method for gasification conversion of low-calorific-value fuel | |
| WO2003080503A1 (en) | Method for producing syngas with recycling of water | |
| WO2017074085A1 (en) | Method for reforming carbon dioxide, and method for preparing dimethyl ether | |
| JPH04116232A (en) | Coal gasification compound power generation method | |
| WO2023033595A1 (en) | Reforming system and method therefor | |
| Wang et al. | A novel polygeneration system integrating the acetylene production process and fuel cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18917416 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18917416 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |