(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタノールからガソリンを製造するガソリン製造装置を備えるガソリン製造システムであって、
前記ガソリン製造装置が、
メタノールからガソリンを合成する反応管であって、前記反応管が、メタノールからジメチルエーテルを合成するジメチルエーテル合成用触媒と、ジメチルエーテルからガソリンを合成するガソリン合成用触媒との２種類の触媒が２段階に充填されている反応管と、
前記反応管の外側を空気が流れる流路と
を備え、前記反応管内で生じる合成熱と前記流路を流れる空気とで熱交換を行うとともに、前記流路が、前記反応管の前記ジメチルエーテル合成用触媒が充填されている部分の外側を流れた後、前記反応管の前記ガソリン合成用触媒が充填されている部分の外側を流れるように構成されているガソリン製造システム。
【請求項２】
天然ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成する水蒸気改質装置と、
前記水蒸気改質装置で生成した改質ガスから、前記ガソリン製造装置に供給するメタノールを合成するメタノール合成装置と、
前記水蒸気改質装置に供給する燃焼用空気として、前記ガソリン製造装置で熱交換を行った空気を供給する燃焼用空気供給ラインと
を更に備える請求項１に記載のガソリン製造システム。
【請求項３】
前記反応管で生成されたガソリンを含む生成物と、前記反応管に供給するメタノールとで熱交換を行う第１のメタノール−ガソリン熱交換器と、
前記ガソリン製造装置の前記反応管と直列に配置され、前記第１のメタノール−ガソリン熱交換器で熱交換された前記生成物からガソリンを合成する第２のガソリン製造装置と
を更に備える請求項１に記載のガソリン製造システム。
【請求項４】
前記第２のガソリン製造装置で生成されたガソリンと、前記第１のメタノール−ガソリン熱交換器に供給される前のメタノールとで熱交換を行う第２のメタノール−ガソリン熱交換器を更に備える請求項３に記載のガソリン製造システム。
【請求項５】
前記第２のメタノール−ガソリン熱交換器に供給される前の前記第２のガソリン製造装置で生成されたガソリンによる熱交換でスチームを発生させるスチーム−ガソリン熱交換器を更に備える請求項４に記載のガソリン製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガソリン製造装置に関し、さらに詳しくは、メタノールを原料としてガソリンを製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスからメタノールを合成する場合、一般に、天然ガスを水蒸気改質して水素および一酸化炭素を含む改質ガスを生成し、この改質ガスからメタノールを合成する。さらに、特公平４−５１５９６号公報には、メタノールからジメチルエーテル（ＤＭＥ）を経由してガソリンを合成する方法が記載されている。メタノールからガソリンを合成する反応は発熱反応であり約４００℃の温度となるが、従来は、このような高温の熱が有効に利用されていなかった。
【０００３】
また、ガソリンの合成は約４００℃と高い反応熱が発生することから、ガソリン合成塔を冷却する必要がある。この冷却を行うために、特公平４−５１５９６号公報には、ガソリン合成塔を二段にして、昇温と冷却を繰り返し行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−５１５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガソリン合成による反応熱などの約４００℃と高温の熱エネルギーを有効利用するためには、この反応熱を利用してスチームを発生させて熱回収する方法が考えられる。しかしながら、このような約４００℃という高温では、水の臨界点が３７４℃、２１８ａｔｍであることを考えると、スチームによる熱回収ではこのような高温の反応温度を一定に保つことは非常に難しいという問題がある。
【０００６】
また、合成部を冷却し、所定の温度に維持する必要があるが、そのためには、特公平４−５１５９６号公報に開示するように、ガソリン合成塔を多段にする方法とするのでは、装置全体が巨大化し、また複雑化するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ガソリン合成により生じる反応熱を有効に利用するとともに、ガソリン合成塔を一定温度に容易に冷却することができるガソリン製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、メタノールからガソリンを製造する装置であって、メタノールからガソリンを合成する反応管と、前記反応管の外側を空気が流れる流路とを備え、前記反応管内で生じる合成熱と前記流路を流れる空気とで熱交換を行うものである。
【０００９】
前記反応管は、メタノールからジメチルエーテルを合成するジメチルエーテル合成用触媒と、ジメチルエーテルからガソリンを合成するガソリン合成用触媒との２種類の触媒が２段階に充填されていることが好ましい。
【００１０】
前記空気流路は、前記反応管の前記ジメチルエーテル合成用触媒が充填されている部分の外側を流れた後、前記反応管の前記ガソリン合成用触媒が充填されている部分の外側を流れるように構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のガソリン製造装置は、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムに用いることが好ましい。このシステムは、天然ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成する水蒸気改質装置と、前記水蒸気改質装置で生成した改質ガスからメタノールを合成するメタノール合成装置と、前記メタノール合成装置で合成したメタノールからガソリンを合成するガソリン合成装置と、前記水蒸気改質装置に供給する燃焼用空気を、前記ガソリン合成装置で予熱する空気予熱装置とを備えるものが好ましい。
【００１２】
前記ガソリン合成装置内のガソリン合成塔は少なくとも２つ備えることができ、前記少なくとも２つのガソリン合成装置のうちの第１のガソリン合成塔で合成したガソリンと、第１のガソリン合成塔に供給するメタノールとの間で熱交換を行う熱交換器を備えることができる。そして、この熱交換器で冷却されたガソリンで、前記少なくとも２つのガソリン合成塔のうちの第２のガソリン合成塔を冷却することができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明によれば、メタノールからガソリンを合成する反応管内で生じる合成熱と、この反応管の外側に設けられた流路を流れる空気とで熱交換を行うことで、スチームによる熱回収に比べて、ガソリン合成により生じる反応熱を有効に利用することができるとともに、ガソリン合成により生じる熱を容易に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るガソリン製造装置が用いられる天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムの一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係るガソリン製造装置の一実施の形態を示す模式図である。
【図３】本発明に係るガソリン製造装置が用いられるシステムの別の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るガソリン製造装置の一実施の形態について説明する。なお、本発明に係るガソリン製造装置が、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムに用いられる場合について、以下、説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係るシステムは、天然ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成するスチームリフォーマ１０と、スチームリフォーマで生成した改質ガスからメタノールを合成するメタノール合成塔２０と、メタノール合成塔で合成したメタノールからガソリンを合成するガソリン合成塔３０と、スチームリフォーマの燃焼部に供給する燃焼用空気を予熱する空気予熱装置４０とを主に備える。
【００１７】
スチームリフォーマ１０は、水蒸気改質用の反応管１１と、この反応管１１の周囲に配置された燃焼部１２と、この燃焼部１２で発生した排ガスの廃熱を回収する廃熱回収部１５と、廃熱回収後の排ガスを大気へ開放する煙突１６とを主に備える。反応管１１は、その内部に充填された水蒸気改質用触媒を備え、以下に示す反応によってメタンを主成分とする天然ガスから水素、一酸化炭素および二酸化炭素を生成する装置である。水蒸気改質用触媒としては、例えば、ニッケル系触媒などの公知の触媒を用いることができる。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ・・・（式１）
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２・・・（式２）
【００１８】
反応管１１の入口には、天然ガスおよび水蒸気を含む原料１を供給する原料供給ライン１３を接続する。燃焼部１２は、反応管１１を加熱するための燃焼バーナ（図示省略）を備え、この燃焼バーナには、天然ガスなどの燃料２を供給する燃料供給ライン１４を接続する。反応管１１の出口には、水蒸気改質反応により生成した水素、一酸化炭素および二酸化炭素を主成分として含む改質ガスをメタノール合成塔２０に供給する改質ガス供給ライン１８を接続する。
【００１９】
メタノール合成塔２０は、以下に示す反応により改質ガスからメタノールを合成する装置である。
ＣＯ＋２Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ・・・（式３）
ＣＯ２＋３Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ・・・（式４）
【００２０】
メタノール合成塔２０は、その内部に充填されたメタノール合成触媒を備える。メタノール合成触媒としては銅系触媒などの公知の触媒を用いることができる。メタノール合成塔２０には、メタノール合成塔２０で合成したメタノールをガソリン合成塔３０に供給するメタノール供給ライン２２を接続する。なお、このメタノール供給ライン２２は、合成したメタノールの他、式４で副生する水を含む液状の粗メタノールが流れるものである。
【００２１】
ガソリン合成塔３０は、以下の式に示す反応によってメタノールからガソリンを合成する装置である。
２ＣＨ３ＯＨ→ＣＨ３ＯＣＨ３＋Ｈ２Ｏ・・・（式５）
１／２ｎＣＨ３ＯＣＨ３→（ＣＨ２）ｎ＋１／２ｎＨ２Ｏ・・・（式６）
【００２２】
このようにメタノールは、式５で示すようにジメチルエーテル（ＤＭＥ）合成反応を経て、式６に示すガソリン合成反応によりガソリンとなる。ガソリン合成塔３０内には、ＤＭＥ合成用触媒とガソリン合成用触媒との２種類の触媒を２段階に設け、２つの反応を段階的に進めることができる。ＤＭＥ合成用触媒としては、例えば、アルミノシリケート型ゼオライト系触媒などの公知の触媒を用いることができる。また、ガソリン合成用触媒としても、アルミノシリケート型ゼオライト系触媒などの公知の触媒を用いることができる。
【００２３】
ガソリン合成塔３０には、ガソリン合成塔３０で合成したガソリンを貯蔵設備など（図示省略）に供給するガソリン供給ライン３２を接続する。
【００２４】
空気予熱装置４０は、燃焼用空気を送風するファン４３と、この燃焼用空気をスチームで予熱するスチーム−燃焼用空気熱交換器４５と、スチームリフォーマ１０の廃熱回収部１５を流れる燃焼排ガスで、燃焼用空気を更に予熱する排ガス−燃焼用空気熱交換器４２と、予熱した燃焼用空気を更にガソリン合成塔３０で発生する合成熱で加熱するために、ガソリン合成塔３０に導入する燃焼用空気導入ライン４１と、合成熱で加熱した燃焼用空気をスチームリフォーマ１０の燃焼部１２に供給する燃焼用空気供給ライン４４とを備える。
【００２５】
そして、ガソリン合成塔３０の反応熱で燃焼用空気を加熱する手段としては、図２に示すように、ガソリン合成塔３０内のＤＭＥ合成用触媒やガソリン合成用触媒が充填された反応管と燃焼用空気とを熱交換する構成を採用する。
【００２６】
図２に示すように、ガソリン合成塔３０は、メタノールからガソリンを生成するための反応管３４と、この反応管３４によって加熱される燃焼用空気が流通するダクト３６とを備える。ガソリン合成塔３０内には、複数の反応管３４が並列に配置されている。各反応管３４の一方の端は、原料であるメタノールが供給されるように、メタノール供給ライン２２と接続する。また、他方の端は、生成物であるガソリンを排出するために、ガソリン供給ライン３２と接続する。
【００２７】
各反応管３４は、その内部に充填された触媒（図示省略）を備える。触媒としては、上述したように、ＤＭＥ合成用触媒とガソリン合成用触媒との２種類の触媒が２段階に充填される。ＤＭＥ合成用触媒が、各反応管３４のメタノール供給ライン２２側に充填され、ガソリン合成用触媒が、ガソリン供給ライン３２側に充填される。
【００２８】
ガソリン合成塔３０内には、これら反応管３４の外側を燃焼用空気が流通するダクト３６が形成されている。ダクト３６の一方の端は、燃焼用空気を供給するために燃焼用空気導入ライン４１と接続する。また、他方の端は、燃焼用空気を排出するために燃焼用空気供給ライン４４と接続する。反応管３４の材質は、管壁を介して反応管３４外を流通する空気を加熱できる材料であれば、特に限定されないが、例えば、鋼、ニッケル・クロム鋼、ステンレス鋼等の金属材料が好ましい。
【００２９】
ダクト３６は、反応管３４の長手方向に対して垂直方向に燃焼用空気が流れるように構成されている。また、ダクト３６は、燃焼用空気が、その入口側、すなわち、燃焼用空気導入ライン４１側で反応管３４のメタノール供給ライン２２側を流れ、出口側、すなわち、燃焼用空気供給ライン４４側で反応管３４のガソリン供給ライン３２側を流れるように、仕切部材３５によってガソリン合成塔３０内を折り曲がるように構成されている。例えば、図２に示すように、ガソリン合成塔３０内のダクト３６が、メタノール供給ライン２２側の第１ダクト３６Ａと、中央部分の第２ダクト３６Ｂと、ガソリン供給ライン３２側の第３ダクト３６Ｃを備えるように、仕切部材３５によって２つの折り返し部を設ける。
【００３０】
図１に戻ると、排ガス−燃焼用空気熱交換器４２は、スチームリフォーマ１０の廃熱回収部１５において、排ガス−スチーム熱交換器１７よりも排ガス下流側に配置する。すなわち、スチームリフォーマ１０の廃熱回収部１５は、燃焼部１２から煙突１６への排ガスの流れの順に、排ガス−スチーム熱交換器１７と、排ガス−燃焼用空気熱交換器４２を備える。排ガス−スチーム熱交換器１７は、システム内で用いるスチーム又は熱を得るため、廃熱回収部１５内を流れる排ガスでボイラ水などを加熱して高圧のスチームを得て、排ガスの熱回収を行う装置である。
【００３１】
同様にシステム内で用いるスチーム又は熱を得るため、改質ガス供給ライン１８には、改質ガス−スチーム熱交換器１９を設ける。改質ガス−スチーム熱交換器１９は、改質ガスでボイラ水などを加熱して高圧のスチームを得て、改質ガスの熱回収を行う装置である。
【００３２】
以上の構成によれば、図１に示すように、先ず、天然ガスなどの燃料２を、燃料供給ライン１４を介してスチームリフォーマ１０の燃焼部１２に供給する。燃焼部１２では、燃料２を空気とともに燃焼して、反応管１１を約８００℃〜約９００℃の温度に加熱する。
【００３３】
燃焼部１２で発生した二酸化炭素を含む燃焼排ガスは、約１０００℃の温度を有し、廃熱回収部１５の排ガス−スチーム熱交換器１７でボイラ水などを加熱して熱回収が行われた後、約３００℃〜約４００℃の温度まで冷却される。そして、排ガス−燃焼用空気熱交換器４２にて、ファン４３からの燃焼用空気を加熱した後、煙突１６から大気へ放出される。なお、ファン４３から供給される燃焼用空気は、スチーム−燃焼用空気熱交換器４５で約６０℃〜約８０℃の温度に加熱される。
【００３４】
一方、天然ガスおよび水蒸気を含む原料１は、原料供給ライン１３を介してスチームリフォーマ１０の反応管１１に供給される。スチームリフォーマ１０の反応管１１では、上記の式１および式２の反応によって、原料１が水蒸気改質反応によって水素、一酸化炭素、二酸化炭素を主成分とする改質ガスに転換される。改質ガスは、改質ガス−スチーム熱交換器１９でボイラ水などを加熱して熱回収が行われた後、改質ガス供給ライン１８を介してメタノール合成塔２０に供給される。
【００３５】
メタノール合成塔２０では、上記の式３および式４の反応により、改質ガスからメタノールが合成される。メタノール合成反応は発熱反応である。改質ガスは、改質ガス熱交換器１９によって、メタノール合成に適した約１６０℃〜約２００℃の温度とする。メタノール合成塔２０で合成したメタノールは、水を含有する粗メタノールとして、メタノール供給ライン２２を介してガソリン合成塔３０に供給される。
【００３６】
ガソリン合成塔３０では、上記の式５および式６の反応により、メタノールからガソリンが合成される。ガソリン合成塔３０でのメタノールからＤＭＥへの合成反応は発熱反応であり、その反応熱はメタノール１ｋｇ当たり１８５ｋｃａｌである。また、ガソリン合成反応も発熱反応であり、その反応熱はメタノール１ｋｇ当たりに換算して２３１ｋｃａｌである。よって、メタノールからガソリンを合成する場合、その反応熱はメタノール１ｋｇ当たり４１６ｋｃａｌである。この反応熱を利用して、燃焼用空気導入ライン４１から導入される燃焼用空気の加熱を行う。
【００３７】
なお、式６で水が副生することから、粗メタノールに水が含まれていてもよく、よって、ガソリン合成塔３０にメタノールを供給するメタノール供給ライン２２に、従来のメタノール合成プラントで必要であった、粗メタノールを蒸留して水を除去する精製装置を設ける必要はない。
【００３８】
ガソリン合成塔３０における燃焼用空気の加熱について説明する。図２に示すように、メタノール供給ライン２２から各反応管３４にメタノールが供給され、先ず、管内の入口側に充填されたＤＭＥ合成用触媒によって、メタノールからＤＭＥが合成されるとともに、その合成熱が生じる。次に、反応管３４内を出口側へと流れるＤＭＥは、ガソリン合成用触媒によってガソリンが合成されるとともに、ＤＭＥよりも高温な合成熱が生じる。生成したガソリンは、各反応管３４からガソリン供給ライン３２へと集められ、排出される。このように各反応管３４は、メタノール供給ライン２２からガソリン供給ライン３２への方向に向かって温度が次第に高くなる温度勾配を有する。
【００３９】
一方、燃焼用空気導入ライン４１からダクト３６に供給された燃焼用空気は、予熱によって例えば、約２００℃の温度を有しているが、先ず、メタノール供給ライン２２側の第１ダクト３６Ａを通過する。そして、燃焼用空気は、各反応管３４と管壁を介して熱交換を行う。次に、燃焼用空気は、中央部分の第２ダクト３６Ｂを通過した後、更にガソリン供給ライン３２側の第３ダクト３６Ｃを通過する。各反応管３４は、メタノール供給ライン２２からガソリン供給ライン３２への方向に向かって温度が高いので、燃焼用空気は反応管３４との熱交換によって、徐々に温度が高くなるように加熱される。これにより、燃焼用空気は、約３００℃〜約３８０℃の温度まで加熱される。
【００４０】
このようにメタノールからガソリンを合成する合成熱と燃焼用空気とを熱交換する際に、燃焼用空気をダクト３６に流通させることで、大気圧下、大容量の燃焼用空気を加熱することができる。また、反応管３４との熱交換に際し、燃焼用空気が各反応管３４のメタノール供給ライン２２側からガソリン供給ライン３２側への順に流れることから、各反応管３４の温度を、ＤＭＥ合成が行われるメタノール供給ライン２２側では、例えば、２５０〜３００℃と比較的に低温の温度域に冷却、維持し、ガソリン合成が行われるガソリン供給ライン３２側では、例えば、３８０〜４５０℃と比較的に高温の温度域に冷却、維持することができる。さらに、反応管３４内には触媒を充填するため管径を太くでき、ガソリン合成塔３０の全体的構造を複雑にするのを避けることができる。
【００４１】
図１に戻ると、ガソリン合成塔３０で加熱された燃焼用空気は、燃焼用空気供給ライン４４を介してスチームリフォーマ１０の燃焼部１３に燃料２とともに供給される。燃焼用空気がこのように加熱されていることから、燃焼部１３への燃料２の供給量を抑えることができる。
【００４２】
このように、従来のメタノール合成プラントに対して、発熱反応であり熱エネルギーが発生するガソリン合成塔３０を設けるとともに、このガソリン合成塔３０の発熱エネルギーを利用して、スチームリフォーマ１０の燃焼用空気を予め加熱することで、スチームリフォーマ１０への燃料２の供給量を抑えることができる。
【００４３】
なお、図１では、１基のガソリン合成塔を配置する場合の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、複数のガソリン合成塔を直列に配置することもできる。例えば、図３に示すように、２基のガソリン合成塔３０Ａ、３０Ｂを配置し、第１のガソリン合成塔３０Ａに燃焼用空気導入ライン４１と燃焼用空気供給ライン４４を接続し、燃焼用空気とガソリン合成熱の熱交換を行うとともに、第１のガソリン合成塔３０Ａで得たガソリンを排出するガソリン供給ライン３２を第２のガソリン合成塔３０Ｂに接続し、このガソリンと第２のガソリン合成塔３０Ｂガソリン合成熱の熱交換を行うように構成する。
【００４４】
ガソリン供給ライン３２には、第１のガソリン合成塔３０Ａと第２のガソリン合成塔３０Ｂの間に、第１のガソリン合成塔３０Ａに原料であるメタノールを供給するメタノール供給ライン２２と熱交換を行う第１のメタノール−ガソリン熱交換器５１を設けることができる。また、ガソリン供給ライン３２には、第２のガソリン合成塔３０Ｂの下流側に、第１のガソリン合成塔３０Ａに原料であるメタノールを供給するメタノール供給ライン２２と熱交換を行う第２のメタノール−ガソリン熱交換器５３を設けることができる。なお、第１のメタノール−ガソリン熱交換器５１と第２のメタノール−ガソリン熱交換器５３の両方を設ける場合、メタノール供給ライン２２において、第１のガソリン合成塔３０Ａ側から順に、第１のメタノール−ガソリン熱交換器５１、第２のメタノール−ガソリン熱交換器５３を配置する。また、必要により、ガソリン供給ライン３２には、第２のガソリン合成塔３０Ｂと第２のメタノール−ガソリン熱交換器５３との間に、スチーム−ガソリン熱交換器５２を配置することができる。
【００４５】
このような構成によれば、先ず、燃焼用空気導入ライン４１から第１のガソリン合成塔３０Ａに燃焼用空気を導入して、第１のガソリン合成塔３０Ａを冷却するとともに、加熱された燃焼用空気を燃焼用空気供給ライン４４から得ることができる。一方、第１のガソリン合成塔３０Ａは燃焼用空気で冷却されるものの、依然、得られるガソリン（原料のＬＰＧおよび水分を含有する）は例えば約３８０℃〜約４５０℃と高い。このガソリンは、ガソリン供給ライン３２を介して第１のメタノール−ガソリン熱交換器５１に導入され、メタノール供給ライン２２のメタノールにより冷却される。よって、この冷却されたガソリンを、ガソリン供給ライン３２介して第２のガソリン合成塔３０Ｂに導入し、第２のガソリン合成塔３０Ｂを冷却することができる。
【００４６】
第２のガソリン合成塔３０Ｂから得られるガソリンは、例えば約３８０℃〜約４５０℃と高い温度を有する。よって、このガソリンを、ガソリン供給ライン３２を介してスチーム−ガソリン熱交換器５２に導入し、スチームを発生させて熱回収することができる。更にこのガソリンを、ガソリン供給ライン３２を介して第２のメタノール−ガソリン熱交換器５３に導入し、メタノール供給ライン２２のメタノールを加熱して熱回収することができる。メタノール供給ライン２２のメタノールは、第２のメタノール−ガソリン熱交換器５３、第１のメタノール−ガソリン熱交換器５１の順に加熱され、ガソリン合成塔に供給するのに適した温度、例えば、約２５０℃〜約３００℃の温度とすることができる。
【００４７】
このように複数のガソリン合成塔３０を直列に配置することで、ガソリン合成の反応熱を燃焼用空気の予熱に利用した後、残った熱エネルギーを更に回収することができる。
【実施例】
【００４８】
図１の実施の形態について、燃焼用空気の加熱シミュレーションを行った。なお、シミュレーションは、メタノールベースで生産量が１日当たり２５００トンの場合とし、原料および燃料は、どちらも天然ガスを使用する条件とした。また、ガソリン合成塔の反応熱の５０％を燃焼用空気の加熱に利用できるものとし、スチームリフォーマの廃熱回収部では、排ガスは２８７℃まで排ガス−スチーム熱交換器によって熱回収するものとした。その結果、燃焼用空気は、先ず、スチーム−燃焼用空気熱交換器で７０℃まで加熱され、排ガス−燃焼用空気熱交換器で２００℃まで加熱され、ガソリン合成塔で３５０℃まで加熱することができた。これにより、燃焼用空気をガソリン合成塔で予熱しない場合に比べ、スチームリフォーマの燃料を５．８％削減することができた。これは、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造する本システムに用いる原料および燃料合計のエネルギーの１．９５％に相当するものである。
【００４９】
図３の実施の形態について、２基のガソリン合成塔の冷却シミュレーションを行った。なお、シミュレーションは、メタノールの供給量を１日当たり２５００トンの場合とし、供給するメタノールには水が１８ｗｔ％含まれるものとした。また、第１のガソリン合成塔の反応熱の５０％を燃焼用空気の加熱に利用できるものとした。２００℃の燃焼用空気を第１のガソリン合成塔に導入し、１３０℃のメタノールを供給した結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
0005995447.tif 000002
【００５１】
表１に示すように、第１および第２のガソリン合成塔を所定の温度に冷却、維持することができるとともに、ガソリン合成塔の原料であるメタノールによって、第１および第２のガソリン合成塔から得られる高温のガソリンから十分に熱回収を図ることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  スチームリフォーマ
１１  反応管
１２  燃焼部、
１３  原料供給ライン
１４  燃料供給ライン
１５  廃熱回収部
１６  煙突
１７  排ガス−スチーム熱交換器
１８  改質ガス供給ライン
１９  改質ガス熱交換器
２０  メタノール合成塔
２２  メタノール供給ライン
３０  ガソリン合成塔
３２  ガソリン供給ライン
３４  反応管
３５  仕切部材
３６  ダクト
４０  空気予熱装置
４１  燃焼用空気導入ライン
４２  排ガス−燃焼用空気熱交換器
４３  ファン
４４  燃焼用空気供給ライン
４５  スチーム−燃焼用空気熱交換器
【図１】
0005995447.tif 000003
【図２】
0005995447.tif 000004
【図３】
0005995447.tif 000005