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JP3059803B2 - メタノールの合成方法とその設備 - Google Patents

メタノールの合成方法とその設備

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JP3059803B2
JP3059803B2 JP3291730A JP29173091A JP3059803B2 JP 3059803 B2 JP3059803 B2 JP 3059803B2 JP 3291730 A JP3291730 A JP 3291730A JP 29173091 A JP29173091 A JP 29173091A JP 3059803 B2 JP3059803 B2 JP 3059803B2
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JP
Japan
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gas
synthesis
methanol
synthesis step
steps
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JP3291730A
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English (en)
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JPH04266837A (ja
Inventor
ハンス−ヨアヒム・ベーニッシユ
Original Assignee
ウーデ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation 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
    • C07C29/151Preparation 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
    • C07C29/1516Multisteps

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、それぞれ一つの反応
塔を伴う少なくとも二つの合成工程により、加圧下で水
素、一酸化炭素および二酸化炭素からメタノールを合成
する方法およびその設備に関する。
【0002】
【従来の技術】触媒でメタノールを合成する設備やその
方法は多くのものが既に知られている。ここに列記する
ドイツ特許第 21 17 060号明細書、第 25 29 591号明細
書および第 35 18 362号明細書は可能な解決策の一例に
過ぎない。
【0003】上記の解決策は一つの反応塔を備えた合成
工程を使用することにより知られている。必要であれ
ば、メタノール合成を行う時、周知の一段回収ラインに
結び付かない自己調節型の予備反応塔も含む。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、メ
タノールを合成するそのような方法や設備の効率を高
め、特に最適な制御設備を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、カスケード状に配列され、それぞれ一つのメタ
ノール反応塔を含む少なくとも二つの合成工程を用い、
水素、一酸化炭素および二酸化炭素から加圧下でメタノ
ールを合成する方法にあって、 ・供給ガスを第一合成工程に導入し、 ・最終合成工程を除き、未変換ガスを各合成工程から隣
の下流の合成工程へ供給し、 ・最終合成工程で残留した未変換ガスを回収ガスとして
上流の全ての合成工程に戻し、 ・全ての合成工程からメタノールである製品を取り出
す、ことによって解決されている。
【0006】更に、上記の課題は、この発明により、加
圧下で水素、一酸化炭素および二酸化炭素からメタノー
ルを合成する設備にあって、 ・それぞれ一つのメタノール反応塔R1,R2, ..., Rn
を備え、カスケード状に配置された少なくとも二つの合
成工程1,2, ...., nを設け、 ・供給ガスを供給管FDを介して第一合成工程1に導入
し、 ・最終合成工程nを除き、対応する供給管FD1,FD2,
..., FDn-1 を介し、各合成工程iから未変換ガスを
隣の下流の合成工程i+1へ移し、 ・最終合成工程nのガス回収圧縮機CPn により、対応
する回収ガス導管を介して最終合成工程nに残った未変
換ガスを回収ガスとして下流の全ての合成工程1,2
, ...., n−1へ戻し、 ・対応する取出管WD1,WD2, ..., WDn によりメタ
ノールの製品を全ての合成工程1,2, ...., nから取
り出す、ことによって解決されている。
【0007】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【0008】
【作用】このような回収ガスライン構造の利点は、特に
最適プロセス制御にある。即ち、触媒に対して要求され
る一定条件を設備の立ち上がり時や連続運転中に維持で
きる点にある。
【0009】最後の回収ガス圧縮機で形成されるライン
から回収ガスを反応塔に供給して、望ましくない副産物
が少なくなり、もちろん、合成ラインの各々を異なった
圧力で運転できる。各合成工程から製品を徐々に取り出
すと、より流れが少なくなり、従って設備の構成要素が
少なくなる。
【0010】この発明の実施例では、全ての回収ライン
に供給する最後の回収ガス圧縮機に加えて、上流の合成
工程毎に一つの圧縮機を設けている。
【0011】この方法により各合成工程に要求される圧
力を調節できる。これ等の圧力は温度や装入量に応じて
変わる。
【0012】多数の圧縮機を一つの多段単軸圧縮機に置
き換え、各合成工程の合成ガスの取り出しを圧縮機の異
なる段で行うことに注目すべきである。
【0013】この発明の実施例は、並列および/または
直列に配設すべき合成工程に対して、最終合成工程に設
けてある共通の回収ガス圧縮機を介して供給される回収
ガスラインを形成する全ての合成工程を提供する。
【0014】この発明で行っているように、各合成工程
で製品を取り出すと有益である。これは下流の合成工程
の各々でメタノールの生産を増加させ、供給ガスを最初
の合成工程にのみ供給するため、各工程の下流の合成ガ
ス量が少なくなる。
【0015】この発明によれば、そのような設備は一つ
のメタノール反応塔と、関連するガス・ガス熱交換器
と、メタノール凝縮機と、メタノール分離機とを備えた
4つの合成工程で構成されている。これ等の反応塔に連
通する圧縮機も合成工程の一部を形成する。つまり、最
後の工程の圧縮機は全ての工程を賄う回収ガス圧縮機と
して設計されている。この四工程設備はこの発明の一実
施例である。つまり、この発明はこのタイプの設備に限
定されているものではない。
【0016】
【実施例】以下、図面に基づきこの発明をより詳しく説
明する。
【0017】図1は個々の合成工程のカスケード配置を
単純化して示す。これ等の工程に符号1,2,....,n
を付ける。最初の合成工程1に供給ガスが供給管FDを
介して供給される。配管WD1 を介して最初の合成工程
1から製品を取り出す。未変換ガスは配管FD1 を介し
て最初の合成工程1から出て第二の合成工程2に入る。
この場合、製品を取り出す配管に記号WD2 を付ける。
【0018】処理のタイプに応じて、下流に幾つかの合
成工程を配置し、図1で最終合成工程に符号「n」を付
ける。最後から2番目の合成工程n−1で残りの未変換
ガスは破線FDn-1 で示す回収ガス圧縮機CPn に通じ
ている。この時の回収ガスは配管RCを介して最終合成
工程nから出て行き、例えば配管RCn を使用して、回
収ガス圧縮機CPn へ回収される。第二の合成工程2の
ラインは配管RC2 により閉じ、最初の合成工程1のラ
インは配管RC1 により閉じている。
【0019】図2は四工程の合成設備の典型的な構成を
示す。メタノール反応塔R1 〜R4,ガス・ガス熱交換器
HE1 〜HE4,メタノール凝縮機MC1 〜MC4 および
メタノール分離機MS1 〜MS4 が各工程1〜4に設け
てある。これ等の識別を容易にするため、同じ機能の構
成要素には全て合成工程に対応する大文字1〜4の記号
を付ける。
【0020】この図面は単軸三段凝縮機を示し、凝縮機
の段には符号CP2 〜CP4 が付けてある。凝縮機CP
2 には、図2に示すように、左側にブースター凝縮機C
1が設けてあってもよい。詳細は破線で示してある。
【0021】図1の参照符号を図2にも可能な限り使用
する。ここでは、給水管WFと蒸気排出管SDが付加的
に示してある。回収ラインを形成する配管には符号RC
1 〜RC4 を付ける。
【0022】他の例は一つの反応塔を備えた通常の方法
とこの発明による三合成工程のカスケードとの比較を示
す。
【0023】例: 従来の技術 5.24 %の不活性ガスを含む 309445 Nm3/hの化学量論的
なガス装入量の 100バール合成を基本と見なす。反応塔
の出口て得られた変換ガス中の8%MeOHを含有する
ことに基づく通常の概念によれば、製品の取り出しは 9
9.073 t/h になる。
【0024】この発明によれば、三工程カスケードは 3
09445 Nm3/hの同じ装入量を使用する場合、最初の合成
工程の下流で 32.56 t/hの製品の収量を与える。反応塔
の出口では変換されたガスは 8.97 %のMeOHを含
む。第二の合成工程では収率は13.26%のMeOHを含む
38.38t/h であり、最後の合成工程では収率が 4.5%の
MeOHを含む37.31 t/h になる。即ち、108.25 t/hの
総量になる。ループガスの 15472 Nm3/hが最初の反応工
程に戻り、12208 Nm3/hが第二の反応工程に戻る。最後
の合成工程では 47688 Nm3の純正ガスが未変換の残留ガ
スとしてカスケードから取り出される。
【0025】上記から分かるように、この発明を用いて
得られる製品の収量は、従来の技術で計算した例より相
当大きい。
【0026】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明による
設備と方法の利点は、回収ガスライン構造により最適プ
ロセス制御ができ、触媒に要求される一定条件を設備の
立ち上がりや連続運転中に維持でき、望ましくない副産
物が少なく、各ラインを異なった圧力で運転でき、設備
構成要素がより少なくなる点にある。
【0027】この発明による処置は、下流合成工程の各
々でのメタノール製品が増加し、補給ガスが最初の合成
工程にのみ供給されるので、各工程の下流で合成ガス量
が少なくなることを保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による設備の流れ図、
【図2】 四工程合成に対する流れ図である。
【符号の説明】
1,2, ...., n 工程 FD 供給管 WD1 〜WDn 取出管 FD1 〜FDn 未変換ガス供給管 CP1 〜CPn ループガス圧縮機 RC,RC1 〜RCn 回収配管 WF 給水管 SD 蒸気放出管 R1 〜R4 反応塔 HE1 〜HE4 ガス・ガス熱交換機 MC1 〜MC4 メタノール凝縮機 MS1 〜MS4 メタノール分離機
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−99974(JP,A) 米国特許2904575(US,A) 西独国特許出願公開3518362(DE, A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 29/151 C07C 29/152 C07C 31/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カスケード状に配列され、それぞれ一つ
    のメタノール反応塔を含む少なくとも二つの合成工程を
    用い、水素、一酸化炭素および二酸化炭素から加圧下で
    メタノールを合成する方法において、 ・供給ガスを第一合成工程に導入し、 ・最終合成工程を除き、未変換ガスを各合成工程から隣
    の下流の合成工程へ供給し、 ・最終合成工程で残留した未変換ガスを回収ガスとして
    上流の全ての合成工程に戻し、 ・全ての合成工程からメタノールである製品を取り出
    す、 ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 最後の回収ガス圧縮機に加えて、各上流
    合成工程には固有な圧縮機も設けてあることを特徴とす
    る請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 合成工程は並列および/または直列に配
    置してあり、回収ガスラインの形成に必要な全ての合成
    工程は最終合成工程に備えてある共通の回収ガス圧縮機
    を介して供給を受けることを特徴とする請求項1または
    2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 製品はメタノール分離機を介して各合成
    工程から取り出されることを特徴とする請求項1〜3の
    何れか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 加圧下で水素、一酸化炭素および二酸化
    炭素からメタノールを合成する設備において、 ・それぞれ一つのメタノール反応塔(R1,R2, ..., R
    n )を備え、カスケード状に配置された少なくとも二つ
    の合成工程(1,2, ...., n)を設け、 ・供給ガスを供給管(FD)を介して第一合成工程
    (1)に導入し、 ・最終合成工程(n)を除き、対応する供給管(FD1,
    FD2, ..., FDn-1 )を介し、各合成工程(i)から
    未変換ガスを隣の下流の合成工程(i+1)へ移し、 ・最終合成工程(n)のガス回収圧縮機(CPn )によ
    り、対応する回収ガス導管を介して最終合成工程(n)
    に残った未変換ガスを回収ガスとして下流の全ての合成
    工程(1,2, ...., n−1)へ戻し、 ・対応する取出管(WD1,WD2, ..., WDn )により
    メタノールの製品を全ての合成工程(1,2
    , ...., n)から取り出す、 ことを特徴とする設備。
  6. 【請求項6】 4つの合成工程には、それぞれ一つのメ
    タノール反応塔(R1 〜R4 )と、関連するガス・ガス
    熱交換機(HE1 〜HE4 )と、メタノール凝縮機(M
    1 〜MC4 )と、メタノール分離機(MS1 〜M
    4 )と、各反応塔と連通する圧縮機(CP1 〜C
    4 )とを備え、最終合成工程の圧縮機(CP4 )は全
    ての工程を賄う回収ガス圧縮機として設計されているこ
    とを特徴とする請求項5に記載の設備。
JP3291730A 1991-01-11 1991-11-07 メタノールの合成方法とその設備 Expired - Fee Related JP3059803B2 (ja)

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JPH04266837A JPH04266837A (ja) 1992-09-22
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