(57)【要約】  【課題】  炭酸エステルを合成するときに排気される排ガスを低減すること。  【解決手段】  合成ガス１５を生成する水蒸気改質装置２と、合成ガス１５からアルコール１７を合成するアルコール合成装置３とを備えている。水蒸気改質装置２は、合成ガス１５からアルコール１７を合成するときの未反応ガス１４を燃焼して生成される燃焼熱を用いて、炭化水素を含有する原料ガス１３を水蒸気改質して合成ガス１５を生成する。本発明による名称は、更に、未反応ガス１４を燃焼して生成される燃焼排ガス１６から二酸化炭素１８を回収する二酸化炭素回収装置４と、その二酸化炭素１８とアルコール１７とから炭酸エステル１９を生成するＤＭＣ合成装置５とを備えている。本発明による名称は、原料ガス１３が水素を高濃度に含むときに、未反応ガス１４を燃料として利用することにより、原料ガス１３から炭酸エステルを合成するときに排気される排ガスを低減することができる。  【選択図】  図１
2006335727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成ガスを生成する水蒸気改質装置と、
前記合成ガスからアルコールを合成するアルコール合成装置とを具備し、
前記水蒸気改質装置は、前記合成ガスから前記アルコールを合成するときの未反応ガスを燃焼して生成される燃焼熱を用いて、炭化水素を含有する原料ガスを水蒸気改質して前記合成ガスを生成し、
更に、
前記未反応ガスを燃焼して生成される燃焼排ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置と、
前記二酸化炭素と前記アルコールとから炭酸エステルを生成するＤＭＣ合成装置
とを具備する炭酸エステル製造システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記原料ガスは、石炭を原料とする
炭酸エステル製造システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかにおいて、
前記炭酸エステルは、炭酸ジメチルであり、
前記アルコールは、メタノールである
炭酸エステル製造システム。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記水蒸気改質装置は、前記燃焼熱が前記合成ガスを生成するための熱量に足りないときに、前記原料ガスを燃焼して生成される燃焼熱を用いる
炭酸エステル製造システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載される炭酸エステル製造システムと、
石炭からコークスを生成するコークス炉本体とを具備し、
前記原料ガスは、前記コークス炉本体から排気されるコークス炉オフガスである
コークス炉。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載される炭酸エステル製造システムと、
鉄鉱石とコークスとから銑鉄を生成する高炉本体とを具備し、
前記原料ガスは、前記高炉本体から排気される高炉オフガスである
高炉。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載される炭酸エステル製造システムと、
石炭からコークスを生成するコークス炉本体と、
前記コークスと鉄鉱石とから銑鉄を生成する高炉本体とを具備し、
前記原料ガスは、
前記コークス炉本体から排気されるコークス炉オフガスと、
前記高炉本体から排気される高炉オフガスとから形成される
製鉄所。
【請求項８】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載される炭酸エステル製造システムと、
石炭を掘り出すために掘られた炭坑本体とを具備し、
前記原料ガスは、前記石炭を含む地層から揮発する炭層ガスである
炭坑。
【請求項９】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載される炭酸エステル製造システムと、
石炭を貯蔵する石炭サイロ本体とを具備し、
前記原料ガスは、前記石炭から揮発する揮発ガスである
石炭サイロ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載される炭酸エステル製造システムと、
石炭をガス化したガス化ガスを生成する石炭ガス化プラント本体とを具備し、
前記原料ガスは、前記ガス化ガスである
石炭ガス化プラント。
【請求項１１】
合成ガスを生成するステップと、
前記合成ガスからアルコールを合成するステップとを具備し、
前記合成ガスは、前記合成ガスから前記アルコールを合成するときの未反応ガスを燃焼して生成される燃焼熱を用いて、炭化水素を含有する原料ガスから水蒸気改質により生成され、
更に、
前記未反応ガスを燃焼して生成される燃焼排ガスから二酸化炭素を回収するステップと、
前記二酸化炭素と前記アルコールとから炭酸エステルを生成するステップ
とを具備する炭酸エステル製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記炭酸エステルは、炭酸ジメチルであり、
前記アルコールは、メタノールである
炭酸エステル製造方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２のいずれかにおいて、
前記合成ガスは、前記燃焼熱が前記合成ガスを生成するための熱量に足りないときに、前記原料ガスを燃焼して生成される燃焼熱を更に用いて生成される
炭酸エステル製造方法。
【請求項１４】
請求項１１〜請求項１３のいずれかにおいて、
前記原料ガスは、石炭を原料とする
炭酸エステル製造方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記原料ガスは、石炭からコークスを生成するときに排気されるガスである
炭酸エステル製造方法。
【請求項１６】
請求項１４において、
前記原料ガスは、鉄鉱石と石炭から生成されるコークスとから銑鉄を生成するときに排気される高炉オフガスである
炭酸エステル製造方法。
【請求項１７】
請求項１４において、
前記原料ガスは、石炭サイロに石炭が貯蔵されているときに揮発する揮発ガスである
炭酸エステル製造方法。
【請求項１８】
請求項１４において、
前記原料ガスは、石炭を含む地層から揮発する炭層ガスである
炭酸エステル製造方法。
【請求項１９】
請求項１４において、
前記原料ガスは、前記石炭をガス化して生成されるガス化ガスである
炭酸エステル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸エステル製造システム及び炭酸エステル製造方法に関し、特に、炭酸エステルを生成するときに利用される炭酸エステル製造システム及び炭酸エステル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸エステルである炭酸ジメチルは、ポリカーボネートの原料、ガソリン添加剤、ディーゼル燃料添加剤、アルキル化剤、カルボニル化剤、溶剤として広く利用されている。そのガソリン添加剤は、オクタン価を向上させる効果を奏する。ディーゼル燃料の添加剤は、排ガス中のパーティクルを減少させる効果を奏する。
【０００３】
二酸化炭素から炭酸ジメチルを生成する炭酸ジメチル製造方法が知られている。その炭酸ジメチル製造方法としては、次化学反応式：
【化１】
2006335727.tif 000003
【化２】
2006335727.tif 000004
により示される化学反応を用いる方法が例示される。二酸化炭素から炭酸エステルを生成する収率が向上することが望まれている。アセトンとメタノールとからアセトンジメチルアセタールを生成する収率を向上することが望まれている。
【０００４】
石炭を取り扱うプラントとしては、製鉄所、炭坑、石炭サイロ、石炭ガス化プラントが知られている。その製鉄所は、コークス炉と高炉とを備えている。そのコークス炉は、石炭を乾留してコークスを生成する。その高炉は、そのコークスを用いて鉄鉱石を還元して銑鉄を生成する。その炭坑は、石炭を含む地層まで掘られた穴から石炭を掘り出す。石炭サイロは、石炭を貯蔵する。石炭ガス化プラントは、石炭から高効率にエネルギーを取り出すために、石炭をガス化ガスにガス化する。このような石炭を取り扱うプラントは、排出される排ガスを低減することが望まれ、排ガス中の二酸化炭素を低減することが望まれている。
【０００５】
特開２００１−２４７５１９号公報には、副生する水による触媒の分解反応や逆反応を抑制し、高められた収率で所望の炭酸エステルを得ることができると共に反応操作の制御・管理の容易な均一系で反応が行える、工業的に有利な炭酸エステルの製造方法が開示されている。その炭酸エステルの製造方法は、（ｉ）アルコールと二酸化炭素を金属触媒の存在下で反応させて炭酸エステルを得る工程と、（ｉｉ）上記反応工程から得られる反応液を冷却する工程と、（ｉｉｉ）上記冷却工程によって冷却された反応液を脱水する工程と、（ｉｖ）上記脱水工程によって脱水された反応液を上記（ｉ）の反応工程に循環させる工程とを組み合わせたことを特徴としている。
【０００６】
特開２００４−３１５４７５号公報には、排出していた二酸化炭素をスチームリフォーマに戻すとともに炭酸ジメチルの製造に有効に利用し、メタノール及び／又は炭酸ジメチル製造のための装置を簡略化しえる炭酸ジメチルの製造方法及び製造装置が開示されている。その炭酸ジメチルの製造方法は、原料炭化水素と水蒸気とを外部加熱方式の改質器に供給して水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を主成分とする合成ガスを合成し、さらに該合成ガスを触媒上で反応させてメタノールを合成し、該メタノールに二酸化炭素を加えて炭酸ジメチルを製造する方法であり、前記改質器の反応管を加熱するための燃焼輻射部より排出される燃焼排ガスの中の二酸化炭素を回収し、回収した該二酸化炭素の一部叉は全部を前記原料炭化水素に混入してメタノールを合成し、前記二酸化炭素の残りの全部叉は一部を前記合成したメタノールに加えて、炭酸ジメチルを合成することを特徴としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４７５１９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、炭酸エステルを合成するときに排気される排ガスを低減する炭酸エステル製造システム及び炭酸エステル製造方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、水素を多く含有するガスから炭酸ジメチルを効率よく生成する炭酸エステル製造システム及び炭酸エステル製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、石炭を取り扱うプラントであり、排出される二酸化炭素を低減するプラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明による炭酸エステル製造システムは、合成ガス（１５）を生成する水蒸気改質装置（２）と、合成ガス（１５）からアルコール（１７）を合成するアルコール合成装置（３）とを備えている。水蒸気改質装置（２）は、合成ガス（１５）からアルコール（１７）を合成するときの未反応ガス（１４）を燃焼して生成される燃焼熱を用いて、炭化水素を含有する原料ガス（１３）を水蒸気改質して合成ガス（１５）を生成する。本発明による炭酸エステル製造システムは、更に、未反応ガス（１４）を燃焼して生成される燃焼排ガス（１６）から二酸化炭素（１８）を回収する二酸化炭素回収装置（４）と、その二酸化炭素（１８）とアルコール（１７）とから炭酸エステル（１９）を生成するＤＭＣ合成装置（５）とを備えている。
【００１１】
未反応ガス（１４）は、原料ガス（１３）が水素を高濃度に含むときに、水素を高濃度に含み、燃料として利用することができる。本発明による炭酸エステル製造システムは、原料ガス（１３）が水素を高濃度に含む場合に、原料ガス（１３）から炭酸エステルを合成するときに排気される排ガスを低減することができる。
【００１２】
原料ガス（１３）は、石炭を原料とすることが好ましい。
【００１３】
炭酸エステル（１９）は、炭酸ジメチルであることが好ましい。このとき、アルコール（１７）は、メタノールである。
【００１４】
水蒸気改質装置（２）は、燃焼熱が合成ガス（１５）を生成するための熱量に足りないときに、原料ガス（１３）を燃焼して生成される燃焼熱を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明によるコークス炉は、本発明による炭酸エステル製造システムと、石炭（１１）からコークス（１２）を生成するコークス炉本体（１）とを備えている。このとき、原料ガス（１３）は、コークス炉本体（１）から排気されるコークス炉オフガスであることが好ましい。
【００１６】
本発明による高炉は、本発明による炭酸エステル製造システムと、鉄鉱石とコークスとから銑鉄を生成する高炉本体とを備えている。このとき、原料ガス（１３）は、高炉本体から排気される高炉オフガスであることが好ましい。
【００１７】
本発明による製鉄所は、本発明による炭酸エステル製造システムと、石炭からコークスを生成するコークス炉本体（１）と、コークスと鉄鉱石とから銑鉄を生成する高炉本体とを備えている。このとき、原料ガス（１３）は、コークス炉本体（１）から排気されるコークス炉オフガスと、高炉本体から排気される高炉オフガスとから形成されることが好ましい。
【００１８】
本発明による炭坑は、本発明による炭酸エステル製造システムと、石炭を掘り出すために掘られた炭坑本体とを備えている。このとき、原料ガス（１３）は、石炭を含む地層から揮発する炭層ガスであることが好ましい。
【００１９】
本発明による石炭サイロは、本発明による炭酸エステル製造システムと、石炭を貯蔵する石炭サイロ本体とを備えている。このとき、原料ガス（１３）は、石炭から揮発する揮発ガスであることが好ましい。
【００２０】
本発明による石炭ガス化プラントは、本発明による炭酸エステル製造システムと、石炭をガス化したガス化ガスを生成する石炭ガス化プラント本体とを備えている。このとき、原料ガス（１３）は、そのガス化ガスであることが好ましい。
【００２１】
本発明による炭酸エステル製造方法は、合成ガス（１５）を生成するステップと、合成ガス（１５）からアルコール（１７）を合成するステップとを備えている。合成ガス（１５）は、合成ガス（１５）からアルコール（１７）を合成するときの未反応ガス（１４）を燃焼して生成される燃焼熱を用いて、炭化水素を含有する原料ガス（１３）から水蒸気改質により生成される。本発明による炭酸エステル製造方法は、更に、未反応ガス（１４）を燃焼して生成される燃焼排ガス（１６）から二酸化炭素（１８）を回収するステップと、二酸化炭素（１８）とアルコール（１７）とから炭酸エステル（１９）を生成するステップとを備えている。
【００２２】
未反応ガス（１４）は、原料ガス（１３）が水素を高濃度に含むときに、水素を高濃度に含み、燃料として利用することができる。本発明による炭酸エステル製造方法は、原料ガス（１３）が水素を高濃度に含む場合に、原料ガス（１３）から炭酸エステルを合成するときに排気される排ガスを低減することができる。
【００２３】
炭酸エステル（１９）は、炭酸ジメチルであることが好ましい。このとき、アルコール（１７）は、メタノールである。
【００２４】
合成ガス（１５）は、燃焼熱が合成ガス（１５）を生成するための熱量に足りないときに、原料ガス（１３）を燃焼して生成される燃焼熱を更に用いて生成されることが好ましい。
【００２５】
原料ガス（１３）は、石炭を原料とすることが好ましい。たとえば、原料ガス（１３）は、石炭からコークスを生成するときに排気されるガスであることが好ましい。原料ガス（１３）は、鉄鉱石と石炭から生成されるコークスとから銑鉄を生成するときに排気される高炉オフガスであることが好ましい。原料ガス（１３）は、石炭サイロに石炭が貯蔵されているときに揮発する揮発ガスであることが好ましい。原料ガス（１３）は、石炭を含む地層から揮発する炭層ガスであることが好ましい。原料ガス（１３）は、石炭をガス化して生成されるガス化ガスであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による炭酸エステル製造システム及び炭酸エステル製造方法は、原料ガスが水素を高濃度に含む場合に、原料ガスから炭酸エステルを合成するときに排気される排ガスを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図面を参照して、本発明による炭酸エステル製造システムの実施の形態を記載する。その炭酸エステル製造システムは、石炭からコークスを生成するコークス炉に適用され、図１に示されているように、コークス炉本体１と水蒸気改質装置２とメタノール合成装置３と二酸化炭素回収装置４とＤＭＣ合成装置５とを備えている。そのコークスは、燃料、ガス化ガスの原料として利用され、または、冶金に利用される。
【００２８】
コークス炉本体１は、供給される石炭１１を乾留して、コークス１２を生成する。コークス炉本体１は、さらに、石炭１１を乾留するときに石炭１１から揮発するコークス炉オフガス１３を排気する。コークス炉オフガス１３は、水素と一酸化炭素と二酸化炭素と炭化水素（メタン）とを含んでいる。コークス炉オフガス１３は、７０モルの水素に対して、１０モルの一酸化炭素と１０モルの二酸化炭素と１０モルの炭化水素とが混合されている。
【００２９】
水蒸気改質装置２は、コークス炉オフガス１３と水蒸気とを化学反応させて、合成ガス１５を生成する。その化学反応は、適当な自然数ｍ、ｎを用いて次化学反応式：
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２
ＣｍＨｎ＋ｍＨ２Ｏ→ｍＣＯ＋（ｍ＋ｎ／２）Ｈ２
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２
により示される。すなわち、合成ガス１５は、水素と一酸化炭素と二酸化炭素とを含んでいる。合成ガス１５は、１０５モルの水素に対して、１５モルの一酸化炭素と１５モルの二酸化炭素とが混合されている。
【００３０】
メタノール合成装置３は、合成ガス１５を化学反応させてメタノール１７を生成する。その化学反応は、次化学反応式：
ＣＯ＋２Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ
ＣＯ２＋３Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ
により示される。メタノール合成装置３は、さらに、未反応ガス１４を排気する。未反応ガス１４は、水素と一酸化炭素とを含んでいる。
【００３１】
水蒸気改質装置２は、さらに、未反応ガス１４を燃焼させ、その燃焼熱によりコークス炉オフガス１３と水蒸気とを加熱して化学反応させて合成ガス１５を生成する。蒸気改質装置２は、未反応ガス１４の量がコークス炉オフガス１３と水蒸気とを化学反応させる熱量に足りないときに、コークス炉オフガス１３を足りない分だけ収集して燃焼する。蒸気改質装置２は、さらに、未反応ガス１４またはコークス炉オフガス１３が燃焼して生成される排気ガス１６を排気する。排気ガス１６は、二酸化炭素と水とを含んでいる。二酸化炭素回収装置４は、排気ガス１６から二酸化炭素を抽出し、その二酸化炭素１８を排気する。
【００３２】
ＤＭＣ合成装置５は、二酸化炭素１８とメタノール１７とを化学反応させて、炭酸ジメチル１９を生成する。
【００３３】
図２は、ＤＭＣ合成装置５を示している。ＤＭＣ合成装置５は、ＤＭＣ合成塔２１と分離装置２２と分離装置２３とＡＤＡ合成装置２４とを備えている。
【００３４】
ＤＭＣ合成塔２１は、内部に触媒が充填されている反応塔である。ＤＭＣ合成塔２１は、二酸化炭素１８とアセトンジメチルアセタール３１とを化学反応させて混合物３２を生成する。その化学反応は、次化学反応式：
【化３】
2006335727.tif 000005
により示される。すなわち、混合物３２は、二酸化炭素と炭酸ジメチルとアセトンとを含んでいる。
【００３５】
分離装置２２は、混合物３２を気液分離し、二酸化炭素３４と混合液３３とに分離する。混合液３３は、炭酸ジメチルとアセトンとを含んでいる。二酸化炭素３４は、二酸化炭素１８とともに、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。分離装置２３は、蒸留塔から形成され、沸点の違いにより混合液３３をアセトン３５と炭酸ジメチル１９とに分離する。
【００３６】
ＡＤＡ合成装置２４は、アセトン３５とメタノール１７とを化学反応させて、アセトンジメチルアセタール３１と水３６とを生成する。
【００３７】
図３は、ＡＤＡ合成装置２４を示している。ＡＤＡ合成装置２４は、ＡＤＡ合成塔４１とデカンタ４２と蒸留塔４３とを備えている。
【００３８】
ＡＤＡ合成塔４１は、メタノール１７とアセトン３５とを化学反応させて、混合液５１を生成する。その化学反応は、次化学反応式：
【化４】
2006335727.tif 000006
により示される。すなわち、混合液５１は、アセトンとメタノールとアセトンジメチルアセタールと水とを含んでいる。
【００３９】
デカンタ４２は、供給される液体を混合する容器から形成され、混合液が２液相に分離したときにその２液相を別個に廃液することができる。デカンタ４２は、混合液５１に水５２を混合して、下相混合液５３と上相混合液５４との２液相に分離する。下相混合液５３は、水相であり、水とメタノールとアセトンとを含んでいる。上相混合液５４は、有機相であり、アセトンジメチルアセタールを含んでいる。上相混合液５４は、アセトンジメチルアセタール３１として、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。
【００４０】
蒸留塔４３は、下相混合液５３を蒸留して、混合液５６と水５５とを生成する。混合液５６は、メタノールとアセトンとを含んでいる。混合液５６は、メタノール１７とアセトン３５と混合されて、ＡＤＡ合成塔４１に供給される。水５５は、デカンタ４２に供給される。すなわち、デカンタ４２は、水５５の量が混合液５１を下相混合液５３と上相混合液５４とに分離する量に足りないときに、水５２がその不足分だけ供給される。水５５は、混合液５１を下相混合液５３と上相混合液５４とに分離する量より極めて大きいときに水３６として排水される。
【００４１】
図４は、ＡＤＡ合成塔４１を示している。ＡＤＡ合成塔４１は、外管９１と内管９２とを備えている。外管９１は、樹脂から形成され、円筒に形成されている。内管９２は、円筒に形成され、外管９１の内部に配置されている。すなわち、ＡＤＡ合成塔４１は、外管９１の内部が内管９２により、２つの室に隔離されている。その２つの室は、第１室９３と第２室９４とから形成されている。第１室９３は、外管９１の内部であり、内管９２の外側の空間である。
第２室９４は、内管９２の内部の空間である。
【００４２】
なお、ＡＤＡ合成塔４１は、複数の内管９２を備えることもできる。このとき、その複数の内管９２は、互いに平行に束ねられて外管９１の内部に配置されている。さらに、ＡＤＡ合成塔４１は、第１室９３を内管９２の内側に配置し、第２室９４を内管９２の外側に配置することもできる。
【００４３】
図５は、内管９２を示している。内管９２は、膜担持基材９５と水分離膜層９６と触媒層９７とから形成されている。膜担持基材９５は、多孔質であるセラミックから形成されている。水分離膜層９６は、水を通し、アセトンとメタノールとアセトンジメチルアセタールとを通さない樹脂から形成されている。水分離膜層９６は、膜担持基材９５の第２室９４の側の表面に配置されている。触媒層９７は、アセトンとメタノールとからアセトンジメチルアセタールと水とを合成する化学反応を促進する触媒を含んでいる。触媒層９７は、水分離膜層９６の第２室９４の側の表面に配置されている。
【００４４】
なお、膜担持基材９５は、所定の強度を有し、水を透過させることができる材料に置換することができる。このような材料としては、ゼオライト、金属メッシュが例示される。
【００４５】
内管９２の製造方法は、水分離膜層９６を調製する工程と水分離膜層９６に触媒層９７を被覆する工程とを備えている。
【００４６】
水分離膜層９６を調製する工程では、膜担持基材９５に水分離膜層９６の原料であるゾルを塗布し、焼成することにより水分離膜層９６が調製される。このような水分離膜層９６の調製方法は、周知であり、文献に開示されている。その文献としては、特開平０４−６３１１９号公報が例示される。水分離膜層９６に触媒層９７を被覆する工程では、まず、触媒と水とバインダーとが懸濁されて水スラリーが調製される。そのバインダーとしては、シリカ、アルミナが例示される。その水スラリーは、水分離膜層９６第２室９４の側の表面にスプレーされた後に焼成されて触媒層９７に形成される。
【００４７】
本発明による炭酸エステル製造方法の実施の形態は、本発明による炭酸エステル製造システムにより実行される。すなわち、コークス炉本体１は、まず、石炭１１を乾留して、コークス１２とコークス炉オフガス１３とを生成する。蒸気改質装置２は、未反応ガス１４とコークス炉オフガス１３とを燃焼させて排気ガス１６を生成し、その燃焼により生成される熱を用いてコークス炉オフガス１３と水蒸気とを化学反応させて合成ガス１５を生成する。メタノール合成装置３は、合成ガス１５を化学反応させてメタノール１７と未反応ガス１４とを生成する。二酸化炭素回収装置４は、排気ガス１６から二酸化炭素１８を抽出する。
【００４８】
ＤＭＣ合成塔２１は、二酸化炭素１８とアセトンジメチルアセタール３１とを化学反応させて混合物３２を生成する。分離装置２２は、混合物３２を二酸化炭素３４と混合液３３とに分離する。二酸化炭素３４は、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。分離装置２３は、混合液３３をアセトン３５と炭酸ジメチル１９とに分離する。
【００４９】
ＡＤＡ合成塔４１は、第１室９３に乾燥空気が供給され、または、第１室９３が減圧される。ＡＤＡ合成塔４１は、さらに、第２室９４にメタノール１７とアセトン３５とが供給される。このとき、メタノール１７とアセトン３５とは、触媒層９７でアセトンジメチルアセタールと水とに化学反応し、その水は、水分離膜層９６と膜担持基材９５とを透過して第１室９３で蒸発して排出される。このとき、反応場は、水が除去されることにより化４の化学反応が右に進み易くなり、ＡＤＡ合成塔４１は、アセトンジメチルアセタールの収率を向上させることができる。
【００５０】
デカンタ４２は、混合液５１に水５２を混合して、下相混合液５３と上相混合液５４とに分離する。蒸留塔４３は、下相混合液５３を混合液５６と水５５とに分離する。混合液５６は、ＡＤＡ合成塔４１に供給される。水５５は、デカンタ４２に供給される。
【００５１】
コークス炉本体１から排気されるコークス炉オフガス１３は、一般的に、水素を高濃度に含んでいる。このため、水蒸気改質装置２により生成される合成ガス１５は、水素を高濃度に含み、メタノール合成装置３から排気される未反応ガス１４は、水素を高濃度に含んでいる。メタノール合成装置３から排気される未反応ガス１４は、一般に、燃焼されて環境に排気される。水蒸気改質装置２は、未反応ガス１４の水素の燃焼熱を主に利用して、コークス炉オフガス１３を水蒸気改質している。このため、本発明による炭酸エステル製造システムは、水蒸気改質のためのコークス炉オフガス１３の燃焼を低減することができる。すなわち、本発明による炭酸エステル製造システムは、水蒸気改質装置２により水蒸気改質されるガスが水素を高濃度に含むときであっても、そのガスから炭酸エステルを合成するときに排気される排ガスを低減することができる。
【００５２】
ＡＤＡ合成装置２４は、ＡＤＡ合成塔４１で未反応のアセトンとメタノールを再度ＡＤＡ合成塔４１に供給することにより、アセトンとメタノールとからアセトンジメチルアセタールを生成する収率が向上し、アセトンジメチルアセタールの収率が向上する。このため、ＤＭＣ合成装置５は、ＡＤＡ合成装置２４を備えるときに、炭酸ジメチルの収率が向上し、好ましい。
【００５３】
ＡＤＡ合成塔４１により生成される混合液５１は、混合される水５２の量により状態が変化する。その混合液５１としては、２４６０モルのアセトンジメチルアセタールと７７３モルの水と９０９５モルのメタノールと１９４９モルのアセトンとが混合されている混合液が例示される。アセトンジメチルアセタールと水との混合物は、一般に、２液相に分離する。しかしながら、アセトンジメチルアセタールと水との混合物は、アセトンまたはメタノールの共存下で２液相に分離しにくく、このような組成の混合液５１は、２液相に分離しない。このような混合液５１は、さらに、蒸留操作でもアセトンジメチルアセタールと水とを分離することが困難である。図６〜図９のグラフは、このような混合液５１にｘモルの水５２が混合された混合液の状態を示している。図６のグラフは、水５２の量が７１０モル以下であるときにその混合液が２液相に分離しないで、水５２の量が７１０モル以下であるときにその混合液が下相混合液５３と上相混合液５４との２液相に分離することを示している。
【００５４】
図６のグラフは、さらに、このような混合液５１にｘモルの水５２が混合された混合液の水の濃度を示している。このとき、図６のグラフは、混合液が１相のときにその混合液の水の濃度を示し、混合液が２液相のときにその上相混合液５４の水の濃度を示している。図６のグラフは、２液相に分離したときの上相混合液５４の水の濃度が２液相に分離しないときの混合液の水の濃度より十分に小さいことを示している。
【００５５】
図７のグラフは、さらに、このような混合液５１にｘモルの水５２が混合された混合液のアセトンジメチルアセタールの濃度を示している。このとき、図７のグラフは、混合液が１相のときにその混合液のアセトンジメチルアセタールの濃度を示し、混合液が２液相のときにその上相混合液５４のアセトンジメチルアセタールの濃度を示している。図７のグラフは、水５２を十分に（１５０００モル以上に）混合したときの上相混合液５４のアセトンジメチルアセタールの濃度が２液相に分離しないときの混合液のアセトンジメチルアセタールの濃度と概ね等しいことを示している。
【００５６】
図８のグラフは、さらに、このような混合液５１にｘモルの水５２が混合された混合液のメタノールの濃度を示している。このとき、図８のグラフは、混合液が１相のときにその混合液のメタノールの濃度を示し、混合液が２液相のときにその上相混合液５４のメタノールの濃度を示している。図８のグラフは、２液相に分離したときの上相混合液５４のメタノールの濃度が２液相に分離しないときの混合液のメタノールの濃度より十分に小さいことを示している。
【００５７】
図９のグラフは、さらに、このような混合液５１にｘモルの水５２が混合された混合液のアセトンの濃度を示している。このとき、図９のグラフは、混合液が１相のときにその混合液のアセトンの濃度を示し、混合液が２液相のときにその上相混合液５４のアセトンの濃度を示している。図９のグラフは、２液相に分離したときの上相混合液５４のアセトンの濃度が２液相に分離しないときの混合液のアセトンの濃度より十分に小さいことを示している。
【００５８】
図６のグラフと図７のグラフとは、混合液５１に水を十分に混合したときに、水を下層混合液５３にアセトンジメチルアセタールを上層混合液５４に効率よく分配することができることを示し、デカンタ４２がアセトンジメチルアセタールと水とを効率よく分離することができることを示している。すなわち、ＡＤＡ合成装置２４は、より純粋なアセトンジメチルアセタールと水とを生成することができ、好ましい。
【００５９】
なお、ＡＤＡ合成装置２４は、混合液５６をＡＤＡ合成塔４１に供給しないようにすることもできる。このとき、このようなＡＤＡ合成装置は、アセトンジメチルアセタールの収率がやや減少するが、より純粋なアセトンジメチルアセタールと水とを生成することができ、好ましい。
【００６０】
なお、ＡＤＡ合成装置２４は、ＡＤＡ合成塔４１を水分離膜層９６を備えない他のＡＤＡ合成塔に置換することができる。そのようなＡＤＡ合成塔としては、触媒が充填されている反応塔が例示される。
【００６１】
なお、ＡＤＡ合成装置２４は、デカンタ４２を備えない他のＡＤＡ合成装置に置換することができる。そのＡＤＡ合成装置は、ＡＤＡ合成塔と分離装置と蒸留塔とを備えている。そのＡＤＡ合成塔は、ＡＤＡ合成塔４１と同様であり、メタノールとアセトンとを化学反応させて、第１混合液を生成する。その第１混合液は、アセトンとメタノールとアセトンジメチルアセタールと水とを含んでいる。その分離装置は、その第１混合液を、第２混合液と水とに分離する。その第２混合液は、メタノールとアセトンとアセトンジメチルアセタールとを含んでいる。このような分離装置としては、水を通し、アセトンとメタノールとアセトンジメチルアセタールとを通さない樹脂から形成されている分離膜を備える装置が例示される。その蒸留塔は、蒸留塔４３と同様に形成され、第２混合液を蒸留して、第３混合液とアセトンジメチルアセタールとを生成する。その第３混合液は、メタノールとアセトンとを含んでいる。その第３混合液は、そのＡＤＡ合成塔に供給される。
【００６２】
本発明による炭酸エステル製造システムの実施の他の形態は、既述の実施の形態におけるＡＤＡ合成装置２４が他のＡＤＡ合成装置に置換されている。そのＡＤＡ合成装置６１は、図１０に示されているように、蒸留塔６２と冷却装置６３と気液分離装置６４とＡＤＡ合成塔６５とアルカリ添加装置６６とデカンタ６７とを備えている。
【００６３】
蒸留塔６２は、供給される混合液を蒸留により混合物７１と混合液７２とに分離する。混合液７１は、アセトン１７とメタノール３５とを含んでいる。混合液７２は、アセトンジメチルアセタールと水とを含んでいる。冷却装置６３は、混合液７１を冷却して凝縮させて、混合物７３を生成する。気液分離装置６４は、混合物７３を気液分離して、ベントガス７４と混合液７５とに分離する。ベントガス７４は、窒素と一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを含んでいる。混合液７５は、アセトンとメタノールとを含んでいる。ベントガス７４は、大気中に排気される。
【００６４】
ＡＤＡ合成塔６５は、既述の実施の形態におけるＡＤＡ合成塔４１と同様に形成され、同様に動作する。すなわち、ＡＤＡ合成塔６５は、混合液７５を化学反応させて混合物７６を生成する。混合物７６は、アセトンジメチルアセタールと水とアセトンとメタノールとを含んでいる。
【００６５】
アルカリ添加装置６６は、混合物７６に水酸化ナトリウム水溶液を混合して混合物７７を生成し、その化学反応を抑制する。混合物７７は、蒸留塔６２に供給される。
【００６６】
デカンタ６７は、既述の実施の形態におけるデカンタ４２と同様に形成され、同様に動作する。すなわち、デカンタ６７は、混合液７２に水７８を混合して、下相混合液７９と上相混合液８０との２液相に分離する。下相混合液７９は、水相であり、水と微量のメタノールと微量のアセトンとを含んでいる。上相混合液８０は、有機相であり、アセトンジメチルアセタールと微量のメタノールと微量のアセトンとを含んでいる。
【００６７】
上相混合液８０は、アセトンジメチルアセタール３１として、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。下相混合液７９は、デカンタ６７に供給される。すなわち、デカンタ６７は、下相混合液７９の量が混合液７２を下相混合液７９と上相混合液８０とに分離する量に足りないときに、水７８がその不足分だけ供給される。下相混合液７９は、混合液７２を下相混合液７９と上相混合液８０とに分離する量より極めて大きいときに排水される。
【００６８】
本発明による炭酸エステル製造方法の実施の他の形態は、ＡＤＡ合成装置６１が適用される炭酸エステル製造システムにより実行される。すなわち、コークス炉本体１は、まず、石炭１１を乾留して、コークス１２とコークス炉オフガス１３とを生成する。蒸気改質装置２は、未反応ガス１４とコークス炉オフガス１３とを燃焼させて排気ガス１６を生成し、その燃焼により生成される熱を用いてコークス炉オフガス１３と水蒸気とを化学反応させて合成ガス１５を生成する。メタノール合成装置３は、合成ガス１５を化学反応させてメタノール１７と未反応ガス１４とを生成する。二酸化炭素回収装置４は、排気ガス１６から二酸化炭素１８を抽出する。
【００６９】
ＤＭＣ合成塔２１は、二酸化炭素１８とアセトンジメチルアセタール３１とを化学反応させて混合物３２を生成する。分離装置２２は、混合物３２を二酸化炭素３４と混合液３３とに分離する。二酸化炭素３４は、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。分離装置２３は、混合液３３をアセトン３５と炭酸ジメチル１９とに分離する。
【００７０】
蒸留塔６２は、供給される混合液を蒸留により混合物７１と混合液７２とに分離する。冷却装置６３は、混合液７１を冷却して凝縮させて混合物７３を生成する。気液分離装置６４は、混合物７３をベントガス７４と混合液７５とに分離する。ＡＤＡ合成塔６５は、混合液７５を化学反応させて混合物７６を生成する。アルカリ添加装置６６は、混合物７６に水酸化ナトリウム水溶液を混合して混合物７７を生成する。混合物７７は、蒸留塔６２に供給される。デカンタ６７は、混合液７２に水を混合して、下相混合液７９と上相混合液８０との２液相に分離する。上相混合液８０は、アセトンジメチルアセタール３１として、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。下相混合液７９は、水としてデカンタ６７に供給される。
【００７１】
ＡＤＡ合成装置６１は、ＡＤＡ合成塔６５で未反応のアセトンとメタノールを再度ＡＤＡ合成塔６５に供給することにより、アセトンとメタノールとからアセトンジメチルアセタールを生成する収率が向上し、アセトンジメチルアセタールの収率が向上する。このため、ＤＭＣ合成装置５は、ＡＤＡ合成装置６１を備えるときに、炭酸ジメチルの収率が向上し、好ましい。
【００７２】
なお、ＡＤＡ合成装置２４は、ＡＤＡ合成塔６５を水分離膜層９６を備えない他のＡＤＡ合成塔に置換することができる。そのようなＡＤＡ合成塔としては、触媒が充填されている反応塔が例示される。
【００７３】
なお、ＡＤＡ合成装置６１は、デカンタ６７を他の分離装置に置換することができる。その分離装置は、混合液７２をアセトンジメチルアセタールと水とに分離する。このような分離装置としては、水を通し、アセトンジメチルアセタールとを通さない樹脂から形成されている分離膜を備える装置が例示される。このとき、蒸留塔６２は、供給される混合液を蒸留により混合物７１と混合液７２とに分離する。冷却装置６３は、混合液７１を冷却して凝縮させて混合物７３を生成する。気液分離装置６４は、混合物７３をベントガス７４と混合液７５とに分離する。ＡＤＡ合成塔６５は、混合液７５を化学反応させて混合物７６を生成する。アルカリ添加装置６６は、混合物７６に水酸化ナトリウム水溶液を混合して混合物７７を生成する。混合物７７は、蒸留塔６２に供給される。その分離装置は、混合液７２をアセトンジメチルアセタールと水とに分離する。そのアセトンジメチルアセタールは、アセトンジメチルアセタール３１として、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。その水は、排水される。
【００７４】
なお、ＤＭＣ合成装置５は、炭酸ジメチルと異なる炭酸エステルの合成にも利用することができる。このとき、ＤＭＣ合成装置５は、アルコールと二酸化炭素とが供給される。ＤＭＣ合成塔２１は、その二酸化炭素とケタールとからその炭酸エステルとケトンとを合成する化学反応を促進する。その化学反応は、炭化水素基Ｒ１と炭化水素基Ｒ２とを用いて、次化学反応式：
【化５】
2006335727.tif 000007
により示される。さらに、ＡＤＡ合成塔４１（またはＡＤＡ合成塔６５）は、そのケトンとそのアルコールからそのケタールと水とを合成する化学反応を促進する。その化学反応は、次化学反応式：
【化６】
2006335727.tif 000008
により示される。ここで、炭化水素基Ｒ１と炭化水素基Ｒ２とは、そのケタールとその炭酸エステルとそのケトンとそのアルコールとが反応場で液体であるように、設計される。たとえば、炭化水素基Ｒ１と炭化水素基Ｒ２とは、炭素数が１〜３である。ＤＭＣ合成装置５は、炭酸ジメチルを合成するときと同様にして、炭酸エステルを合成する収率を向上させることができ、好ましい。
【００７５】
本発明による炭酸エステル製造システムの実施のさらに他の形態は、炭坑に適用され、既述の実施の形態におけるコークス炉本体１が炭坑本体に置換されている。その炭坑本体は、石炭を掘り出すために掘られた穴であり、石炭を含む地層から揮発する炭層ガスを排気する。その炭層ガスは、水素と一酸化炭素と二酸化炭素と炭化水素（メタン）とを含んでいる。その炭層ガスは、７０モルの水素に対して、１０モルの一酸化炭素と１０モルの二酸化炭素と１０モルの炭化水素とが混合されている。
【００７６】
水蒸気改質装置２とメタノール合成装置３と二酸化炭素回収装置４とＤＭＣ合成装置５とは、炭酸エステル製造システムがコークス炉に適用されているときと同様に動作する。すなわち、蒸気改質装置２は、未反応ガス１４とその炭層ガスとを燃焼させて排気ガス１６を生成し、その燃焼により生成される熱を用いてその炭層ガスと水蒸気とを化学反応させて合成ガス１５を生成する。メタノール合成装置３は、合成ガス１５を化学反応させてメタノール１７と未反応ガス１４とを生成する。二酸化炭素回収装置４は、排気ガス１６から二酸化炭素１８を抽出する。
【００７７】
ＤＭＣ合成塔２１は、二酸化炭素１８とアセトンジメチルアセタール３１とを化学反応させて混合物３２を生成する。分離装置２２は、混合物３２を二酸化炭素３４と混合液３３とに分離する。二酸化炭素３４は、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。分離装置２３は、混合液３３をアセトン３５と炭酸ジメチル１９とに分離する。
【００７８】
ＡＤＡ合成塔４１は、第１室９３に乾燥空気が供給され、または、第１室９３が減圧される。ＡＤＡ合成塔４１は、さらに、第２室９４にメタノール１７とアセトン３５とが供給される。このとき、メタノール１７とアセトン３５とは、触媒層９７でアセトンジメチルアセタールと水とに化学反応し、その水が水分離膜層９６と膜担持基材９５とを透過して第１室９３で蒸発する。
【００７９】
デカンタ４２は、混合液５１に水５２を混合して、下相混合液５３と上相混合液５４とに分離する。蒸留塔４３は、下相混合液５３を混合液５６と水５５とに分離する。混合液５６は、ＡＤＡ合成塔４１に供給される。水５５は、デカンタ４２に供給される。
【００８０】
炭坑本体から排気される炭層ガスは、一般的に、水素を高濃度に含んでいる。すなわち、このような炭坑は、既述の炭酸エステル製造システムと同様にして、炭坑本体から排気される炭層ガスから効率よく炭酸ジメチルを生成することができる。
【００８１】
本発明による炭酸エステル製造システムの実施のさらに他の形態は、石炭サイロに適用され、既述の実施の形態におけるコークス炉本体１が石炭サイロ本体に置換されている。その石炭サイロ本体は、炭坑から掘り出された石炭を貯蔵・保管する建造物である。その石炭サイロ本体は、貯蔵される石炭から揮発する石炭サイロオフガスを排気する。その石炭サイロオフガスは、水素と一酸化炭素と二酸化炭素と炭化水素（メタン）とを含んでいる。その石炭サイロオフガスは、７０モルの水素に対して、１０モルの一酸化炭素と１０モルの二酸化炭素と１０モルの炭化水素とが混合されている。
【００８２】
水蒸気改質装置２とメタノール合成装置３と二酸化炭素回収装置４とＤＭＣ合成装置５とは、炭酸エステル製造システムがコークス炉に適用されているときと同様に動作する。すなわち、蒸気改質装置２は、未反応ガス１４とその石炭サイロオフガスとを燃焼させて排気ガス１６を生成し、その燃焼により生成される熱を用いてその石炭サイロオフガスと水蒸気とを化学反応させて合成ガス１５を生成する。メタノール合成装置３は、合成ガス１５を化学反応させてメタノール１７と未反応ガス１４とを生成する。二酸化炭素回収装置４は、排気ガス１６から二酸化炭素１８を抽出する。
【００８３】
ＤＭＣ合成塔２１は、二酸化炭素１８とアセトンジメチルアセタール３１とを化学反応させて混合物３２を生成する。分離装置２２は、混合物３２を二酸化炭素３４と混合液３３とに分離する。二酸化炭素３４は、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。分離装置２３は、混合液３３をアセトン３５と炭酸ジメチル１９とに分離する。
【００８４】
ＡＤＡ合成塔４１は、第１室９３に乾燥空気が供給され、または、第１室９３が減圧される。ＡＤＡ合成塔４１は、さらに、第２室９４にメタノール１７とアセトン３５とが供給される。このとき、メタノール１７とアセトン３５とは、触媒層９７でアセトンジメチルアセタールと水とに化学反応し、その水が水分離膜層９６と膜担持基材９５とを透過して第１室９３で蒸発する。
【００８５】
デカンタ４２は、混合液５１に水５２を混合して、下相混合液５３と上相混合液５４とに分離する。蒸留塔４３は、下相混合液５３を混合液５６と水５５とに分離する。混合液５６は、ＡＤＡ合成塔４１に供給される。水５５は、デカンタ４２に供給される。
【００８６】
その石炭サイロ本体から排気される炭層ガスは、一般的に、水素を高濃度に含んでいる。すなわち、このような石炭サイロは、既述の炭酸エステル製造システムと同様にして、石炭サイロ本体から排気される石炭サイロオフガスから効率よく炭酸ジメチルを生成することができる。
【００８７】
本発明による炭酸エステル製造システムの実施のさらに他の形態は、鉄鉱石から銑鉄を作る高炉に適用され、既述の実施の形態におけるコークス炉本体１が高炉本体に置換されている。その高炉本体は、石炭から生成されたコークスを用いて、鉄鉱石とから銑鉄を作り、高炉ガスを排気する。その高炉ガスは、二酸化炭素と一酸化炭素とを含んでいる。
【００８８】
水蒸気改質装置２とメタノール合成装置３と二酸化炭素回収装置４とＤＭＣ合成装置５とは、炭酸エステル製造システムがコークス炉に適用されているときと同様に動作する。すなわち、蒸気改質装置２は、未反応ガス１４とその高炉ガスとを燃焼させて排気ガス１６を生成し、その燃焼により生成される熱を用いてその高炉ガスと水蒸気とを化学反応させて合成ガス１５を生成する。メタノール合成装置３は、合成ガス１５を化学反応させてメタノール１７と未反応ガス１４とを生成する。二酸化炭素回収装置４は、排気ガス１６から二酸化炭素１８を抽出する。
【００８９】
ＤＭＣ合成塔２１は、二酸化炭素１８とアセトンジメチルアセタール３１とを化学反応させて混合物３２を生成する。分離装置２２は、混合物３２を二酸化炭素３４と混合液３３とに分離する。二酸化炭素３４は、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。分離装置２３は、混合液３３をアセトン３５と炭酸ジメチル１９とに分離する。
【００９０】
ＡＤＡ合成塔４１は、第１室９３に乾燥空気が供給され、または、第１室９３が減圧される。ＡＤＡ合成塔４１は、さらに、第２室９４にメタノール１７とアセトン３５とが供給される。このとき、メタノール１７とアセトン３５とは、触媒層９７でアセトンジメチルアセタールと水とに化学反応し、その水が水分離膜層９６と膜担持基材９５とを透過して第１室９３で蒸発する。
【００９１】
デカンタ４２は、混合液５１に水５２を混合して、下相混合液５３と上相混合液５４とに分離する。蒸留塔４３は、下相混合液５３を混合液５６と水５５とに分離する。混合液５６は、ＡＤＡ合成塔４１に供給される。水５５は、デカンタ４２に供給される。
【００９２】
このような高炉は、既述の炭酸エステル製造システムと同様にして、その高炉本体から排気される高炉オフガスの二酸化炭素を炭酸ジメチルに効率よく固定化することができ、好ましい。
【００９３】
本発明による製鉄所の実施の形態は、本発明による炭酸エステル製造システムが適用される高炉と本発明による炭酸エステル製造システムが適用されるコークス炉とを備えてえている。このような製鉄所は、排出される二酸化炭素を効率よく炭酸ジメチルに固定化することができ、二酸化炭素の量を低減することができ、好ましい。
【００９４】
本発明による炭酸エステル製造システムの実施のさらに他の形態は、石炭をガス化する石炭ガス化プラントに適用され、既述の実施の形態におけるコークス炉本体１が石炭ガス化炉に置換されている。
その石炭ガス化炉は、石炭をガス化して、ガス化ガスを生成する。そのガス化ガスは、炭化水素（メタン）と二酸化炭素と一酸化炭素とを含んでいる。
【００９５】
水蒸気改質装置２とメタノール合成装置３と二酸化炭素回収装置４とＤＭＣ合成装置５とは、炭酸エステル製造システムがコークス炉に適用されているときと同様に動作する。すなわち、蒸気改質装置２は、未反応ガス１４とそのガス化ガスとを燃焼させて排気ガス１６を生成し、その燃焼により生成される熱を用いてそのガス化ガスと水蒸気とを化学反応させて合成ガス１５を生成する。メタノール合成装置３は、合成ガス１５を化学反応させてメタノール１７と未反応ガス１４とを生成する。二酸化炭素回収装置４は、排気ガス１６から二酸化炭素１８を抽出する。
【００９６】
ＤＭＣ合成塔２１は、二酸化炭素１８とアセトンジメチルアセタール３１とを化学反応させて混合物３２を生成する。分離装置２２は、混合物３２を二酸化炭素３４と混合液３３とに分離する。二酸化炭素３４は、ＤＭＣ合成塔２１に供給される。分離装置２３は、混合液３３をアセトン３５と炭酸ジメチル１９とに分離する。
【００９７】
ＡＤＡ合成塔４１は、第１室９３に乾燥空気が供給され、または、第１室９３が減圧される。ＡＤＡ合成塔４１は、さらに、第２室９４にメタノール１７とアセトン３５とが供給される。このとき、メタノール１７とアセトン３５とは、触媒層９７でアセトンジメチルアセタールと水とに化学反応し、その水が水分離膜層９６と膜担持基材９５とを透過して第１室９３で蒸発する。
【００９８】
デカンタ４２は、混合液５１に水５２を混合して、下相混合液５３と上相混合液５４とに分離する。蒸留塔４３は、下相混合液５３を混合液５６と水５５とに分離する。混合液５６は、ＡＤＡ合成塔４１に供給される。水５５は、デカンタ４２に供給される。
【００９９】
このような石炭ガス化プラントは、既述の炭酸エステル製造システムと同様にして、石炭ガス化炉から排気されるガス化ガスの二酸化炭素を炭酸ジメチルに効率よく固定化することができ、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、本発明による炭酸エステル製造システムの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＤＭＣ合成装置を示すブロック図である。
【図３】図３は、ＡＤＡ合成装置を示すブロック図である。
【図４】図４は、ＡＤＡ合成塔を示す斜視図である。
【図５】図５は、内管を示す断面図である。
【図６】図６は、混合液中の水の濃度と上相混合液中の水の濃度とを示すグラフである。
【図７】図７は、混合液中のアセトンジメチルアセタールの濃度と上相混合液中のアセトンジメチルアセタールの濃度とを示すグラフである。
【図８】図８は、混合液中のメタノールの濃度と上相混合液中のメタノールの濃度とを示すグラフである。
【図９】図９は、混合液中のアセトンの濃度と上相混合液中のアセトンの濃度とを示すグラフである。
【図１０】図１０は、ＡＤＡ合成装置の実施の他の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ：コークス炉本体
２  ：水蒸気改質装置
３  ：メタノール合成装置
４  ：二酸化炭素回収装置
５  ：ＤＭＣ合成装置
１１：石炭
１２：コークス
１３：コークス炉オフガス
１４：未反応ガス
１５：合成ガス
１６：排気ガス
１７：メタノール
１８：二酸化炭素
１９：炭酸ジメチル
２１：ＤＭＣ合成塔
２２：分離装置
２３：分離装置
２４：ＡＤＡ合成装置
３１：アセトンジメチルアセタール
３２：混合物
３３：混合液
３４：二酸化炭素
３５：混合液
３６：水
４１：ＡＤＡ合成塔
４２：デカンタ
４３：蒸留塔
５１：混合液
５２：水
５３：下相混合液
５４：上相混合液
５５：水
５６：混合液
９１：外管
９２：内管
９３：第１室
９４：第２室
９５：膜担持基材
９６：水分離膜層
９７：触媒層
６１：ＡＤＡ合成装置
６２：蒸留塔
６３：冷却装置
６４：気液分離装置
６５：ＡＤＡ合成塔
６６：アルカリ添加装置
６７：デカンタ
７１：混合物
７２：混合液
７３：混合物
７４：ベントガス
７５：混合液
７６：混合液
７７：混合液
７８：水
７９：水
８０：アセトンジメチルアセタール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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