(57)【要約】軽質炭化水素含有供給源ガスからのメタノール合成システム及び方法。該システムは供給源ガス供給用炭化水素ガス供給部(３)；酸素含有流体供給用酸素供給部(１)；炭化水素ガス供給部(３)からの供給源ガスと酸素供給部(１)からの酸素含有流体とを受けるように配置されると共に、供給源ガスと酸素含有流体とから合成ガス含有反応中間体生成物を製造し、かつ該中間体生成物を排出するように配置されたガス化反応器形態の合成ガス反応器(２)；合成ガス反応器からの該中間体生成物の少なくとも一部を受けるように配置されると共に、該中間体生成物をメタノール形成反応によって反応させて少なくともメタノールを製造するように配置され、形成されたメタノール排出用メタノール出口(１１)とオフガス排出用出口(１２)とを有するメタノール反応器(５)を備える。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽質炭化水素含有供給源ガスからメタノールを合成するシステムにおいて、
軽質炭化水素含有供給源ガスを供給するための炭化水素ガス供給部；
酸素含有流体を供給するための酸素供給部；
該炭化水素ガス供給部からの供給源ガス及び該酸素供給部からの酸素含有流体を受けるために配置されると共に、供給源ガス及び酸素含有流体から、合成ガス含有反応中間体生成物を製造し、かつ該反応中間体生成物を排出するために配置された合成ガス反応器；
該合成ガス反応器からの反応中間体生成物の少なくとも一分画を受けるために配置されると共に、反応中間体生成物を、メタノール形成反応によって反応させて、少なくともメタノールを製造するために配置されたメタノール反応器であって、形成されたメタノールの排出用メタノール出口及びオフガスの排出用出口を備えた該メタノール反応器；
を備え、これにより合成ガス反応器は、ガス化反応器を含有し、炭化水素ガス供給部とメタノール出口間にはガス流路が延び、該ガス流路は、流れ方向に少なくとも炭化水素ガス供給部、合成ガス反応器、メタノール反応器及びメタノール出口を通り、かつ該合成システムは、更に
Ｈ２含有がスを、メタノール反応器の上流に、かつ合成ガス反応器の下流に配置されたＨ２入口経由でガス流路中に噴射するためのＨ２供給システム；
オフガス出口経由で排出されるオフガスの少なくとも一分画を受けると共に、分離されたＨ２を該Ｈ２供給システム中に排出するために配置された、Ｈ２分離器としての圧力スイング吸収器；
を備えた該合成システム。
【請求項２】
前記合成ガス反応器から排出された合成ガスは、少なくともＨ２、ＣＯ及びＣＯ２を、モル含有量［Ｈ２］、［ＣＯ］及び［ＣＯ２］についての関係（［Ｈ２］−［ＣＯ２］）／（［ＣＯ］＋［ＣＯ２］）がメタノール形成反応においてメタノールを形成するための化学量論比未満を満足するように含有する請求項１に記載の合成システム。
【請求項３】
前記酸素含有流体がガス状Ｏ２を含有するる請求項１又は２に記載の合成システム。
【請求項４】
前記メタノール反応器が単一バス反応器である請求項１〜３のいずれか１項に記載の合成システム。
【請求項５】
炭化水素ガス供給部から軽質炭化水素含有供給源ガスを抽出する工程；
該供給源ガスからの軽質炭化水素を酸素と合成ガス形成反応により反応させて、合成ガス含有反応中間体生成物を製造する工程；
該反応中間体生成物の少なくとも一分画をメタノール形成反応により反応させて、メタノールを製造すると共に、Ｈ２含有オフガスも製造する工程；
該メタノール形成反応の下流にあるメタノール出口及びオフガス出口経由でメタノール及びオフガスを排出する工程であって、これにより該合成ガス形成反応がガス化を含む該工程；
該オフガスの少なくとも一部からＨ２を分離する工程：
該炭化水素ガス供給部とメタノール出口間に延びるガス流路中に、分離されたＨ２を噴射する工程：
を含む、軽質炭化水素含有供給源ガスからメタノールを合成する方法。
【請求項６】
前記分離された水素の純度が９０モル％より高い請求項５に記載の合成方法。
【請求項７】
前記分離された水素が、メタノール形成反応を行う前に、合成ガス含有反応中間体生成物中に噴射される請求項５又は６に記載の合成方法。
【請求項８】
前記オフガスの少なくとも一部からのＨ２の分離が圧力スイング吸収法により行われる請求項５〜７のいずれか１項に記載の合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、軽質炭化水素を含有する供給源ガスからメタノールを合成するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
本明細書の目的で、“軽質炭化水素”とは、炭素原子数が１、２又は３の炭化水素分子を包含するのに使用した用語である。軽質炭化水素の具体例は、メタン、エタン及びプロパンである。
【０００３】
更に特に本発明は、天然ガスからメタノールを合成するシステム及び方法に関する。
ＣＯ、ＣＯ２及びＨ２を含有する混合物である合成ガスは、公知の接触方法により反応させて、メタノールを製造できる。
【０００４】
軽質炭化水素からメタノール合成用の合成ガスを製造する方法は幾つかある。ＷＯ  ９８／２８２４８には、メタンの水蒸気改質が開示されている。水蒸気改質で製造された合成ガスは、接触メタノール反応に必要な量よりも、ＣＯ及びＣＯ２に比べて多くのＨ２を含有する。この合成ガス混合物は、水素豊富流と、炭素酸化物及びメタンを含む水素欠乏流とに分離される。水素豊富流中のＨ２は、水蒸気改質反応にエネルギーを供給するため、燃焼され、一方、水素欠乏流は水蒸気改質帯に再循環される。
【０００５】
他の公知のメタノール製造用合成ガス形成方法は自熱改質である。この方法による合成ガスは、接触メタノール反応に必要な量よりも、Ｈ２に比べて多くのＣＯ及びＣＯ２を含有する。
【０００６】
これら公知の方法は、約２５〜４０バールの圧力で合成ガスを生成する。しかし、引続くメタノール反応には、適度な効率を得るため、更に高圧を必要とする。
【０００７】
ＵＳ−Ａ−５４９６８５９には、合成ガスからのメタノールの製造方法が記載されている。この合成ガスは、天然ガスの非接触部分酸化と天然ガスのガス加熱水蒸気改質との組合わせにより製造される。このような組合せを使用することにより、明細書に規定されたとおりの、メタノール合成反応に必要な水素対一酸化炭素のモル比が得られる。
【０００８】
ＥＰ−Ａ−１１１３７６には合成ガスからのメタノールの製造方法が記載されている。この合成ガス混合物は、メタン、エタン、プロパン又はそれらの混合物の非接触部分酸化により製造される。メタノール合成工程の流出流からメタノールが単離される。残りの混合物からは、メタノール合成圧で洗浄することにより、二酸化炭素が部分的に除去される。この二酸化炭素欠乏ガス混合物は、メタノール合成工程に再循環される。この方法では、明細書に規定したとおりの、メタノール反応を実施するのに必要な水素対一酸化炭素モル比が得られる。明細書によれば、この方法は水蒸気改質器を必要としないので、有利である。
【０００９】
ＥＰ−Ａ−１１１３７６の方法の利点は、ＵＳ−Ａ−５４９６８５９の方法の場合のような水蒸気改質器を必要としないことである。ＵＳ−Ａ−５４９６８５９のように、ガス化反応器を水蒸気改質反応器と組合わせるのは簡単ではない。ＥＰ−Ａ−１１１３７６の方法の欠点は、メタノール合成工程の下流に比較的複雑な分離方法を適用することである。この分離方法は、洗浄と再循環とを併用するので複雑化することである。
【特許文献１】ＷＯ  ９８／２８２４８
【特許文献２】ＵＳ−Ａ−５４９６８５９
【特許文献３】ＥＰ−Ａ−１１１３７６
【非特許文献１】Ｃｈ．Ｈｉｇｍａｎ及びＭ．ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｂｕｒｇｔによる“Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ”，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３（ＩＳＢＮ  ０−７５０６−７７０７−４）１２８〜１４０頁
【非特許文献２】Ｐｈｏｅｎｅｘ  ＡＺにおけるＣＭＡＩ  Ｗｏｒｌｄ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００３でのＷｏｌｆｇａｎｇ  Ｈｉｌｓｅｂｅｉｎによる論文“Ｓｙｎｇａｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｇａ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｐｌａｎｔ”
【非特許文献３】Ｃｈ．Ｈｉｇｍａｎ及びＭ．ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｂｕｒｇｔによる“Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ”，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３（ＩＳＢＮ  ０−７５０６−７７０７−４）３１０〜３１１頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ＥＰ−Ａ−１１１３７６の方法における欠点を解消したメタノールの簡単な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明の概要
本発明は、軽質炭化水素含有供給源ガスからメタノールを合成するシステムを提供する。この合成システムは、
軽質炭化水素含有供給源ガスからメタノールを合成するシステムにおいて、
軽質炭化水素含有供給源ガスを供給するための炭化水素ガス供給部；
酸素含有流体を供給するための酸素供給部；
該炭化水素ガス供給部からの供給源ガス及び該酸素供給部からの酸素含有流体を受けるために配置されると共に、供給源ガス及び酸素含有流体から、合成ガス含有反応中間体生成物を製造し、かつ該反応中間体生成物を排出するために配置された合成ガス反応器；
該合成ガス反応器からの反応中間体生成物の少なくとも一分画を受けるために配置されると共に、反応中間体生成物を、メタノール形成反応によって反応させて、少なくともメタノールを製造するために配置されたメタノール反応器であって、形成されたメタノールの排出用メタノール出口及びオフガスの排出用出口を備えた該メタノール反応器；
を備え、これにより合成ガス反応器は、ガス化反応器を含有し、炭化水素ガス供給部とメタノール出口間にはガス流路が延び、該ガス流路は、流れ方向に少なくとも炭化水素ガス供給部、合成ガス反応器、メタノール反応器及びメタノール出口を通り、かつ該合成システムは、更に
Ｈ２含有がスを、メタノール反応器の上流に、かつ合成ガス反応器の下流に配置されたＨ２入口経由でガス流路中に噴射するためのＨ２供給システム；
オフガス出口経由で排出されるオフガスの少なくとも一分画を受けると共に、分離されたＨ２を該Ｈ２供給システム中に排出するために配置された、Ｈ２分離器としての圧力スイング吸収器；
を備える。
【００１２】
他の態様では、本発明は、
炭化水素ガス供給部から軽質炭化水素含有供給源ガスを抽出する工程；
該供給源ガスからの軽質炭化水素を酸素と合成ガス形成反応により反応させて、合成ガス含有反応中間体生成物を製造する工程；
該反応中間体生成物の少なくとも一分画をメタノール形成反応により反応させて、メタノールを製造すると共に、Ｈ２含有オフガスも製造する工程；
該メタノール形成反応の下流にあるメタノール出口及びオフガス出口経由でメタノール及びオフガスを排出する工程であって、これにより該合成ガス形成反応がガス化を含む該工程；
該オフガスの少なくとも一部からＨ２を分離する工程：
該炭化水素ガス供給部とメタノール出口間に延びるガス流路中に、分離されたＨ２を噴射する工程：
を含む、軽質炭化水素含有供給源ガスからメタノールを合成する方法を提供する。
【００１３】
ガス化は、水蒸気を供給源ガスに対し、通常、１０％未満の量で添加してもよいが、有利には本質的に水蒸気を必要としない非接触部分酸化方法である。ガス化反応器又はガス化器は、ガス化を行う反応器である。
【発明の効果】
【００１４】
メタノール合成の反応中間体生成物として、合成ガスを生成するガス化の利点は、反応中間体生成物を６０バールよりも高い圧力、好ましくは約８０バールの高圧で排出できることである。その結果、合成ガス反応器とメタノール反応器間で合成ガスをメタノール反応器に望ましい圧力にするのに、圧縮器を軽く作動させるだけでよいか、更には圧縮器がなくてもよい。またガス化では、メタン、窒素及びアルゴンのような不活性成分は比較的少量生成するので、メタノール反応は効率的に促進される。更に、ガス化器で得られるＣＯ／ＣＯ２比については、ＣＯ値の点で非常に都合がよい。これは、プロセスに水蒸気を添加しないか、ほんの僅かしか添加しないので、水性ガスシフト平衡においてＣＯ２が非常に制限された量でしか形成されないからである。ＣＯ２からメタノールを形成するよりもＣＯからメタノールを形成する方が効率的なので、ＣＯ／ＣＯ２比は高い方が有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面の簡単な説明
以下、本発明を、添付図面を参照して、詳細に例示により説明する。
図１は、本発明システムの一実施態様の概略図である。
図２は、本発明システムの他の一実施態様の概略図である。
図３は、本発明システム及び方法の概略フローダイヤグラムである。
【００１６】
発明の詳細な説明
本合成システムを更に改良するため、合成システムは任意に更に、
Ｈ２含有がスを、メタノール反応器の上流に、かつ合成ガス反応器の下流に配置されたＨ２入口経由でガス流路中に噴射するためのＨ２供給システム；
オフガス出口経由で排出されるオフガスの少なくとも一分画を受けると共に、分離されたＨ２を該Ｈ２供給システム中に排出するために配置されたＨ２分離器；
を備えることができ、これにより炭化水素ガス供給部とメタノール出口間にはガス流路が延び、該ガス流路は、流れ方向に少なくとも炭化水素ガス供給部、合成ガス反応器、メタノール反応器及びメタノール出口を通ることができる。
【００１７】
こうして、合成ガスの組成は、メタノール形成反応に理想的な化学量論比に適合させるため、最適化される。オフガスから分離されたＨ２は、メタノール反応器でのメタノール反応に望ましい圧力とほぼ同じ圧力で排出できるのは有利である。
【００１８】
Ｈ２入口は、合成ガス反応器下流の最善の位置にあるので、合成ガス反応器での反応を妨害しない。また、この反応温度に加熱する必要もない。オフガスからのＨ２を合成ガス中に再噴射すると、化学量論数を２．０〜２．１の範囲にできることが見い出された。
【００１９】
本発明の一実施態様では、メタノール反応器は単一パス反応器である。これは、メタノール合成プロセスにおいて内部再循環を使用していないことを意味する。内部再循環を使用しない利点は、メタノール反応器での不活性成分の蓄積を最小化できることである。
【００２０】
図面の詳細な説明
図において、同様な符号は、同様な部品に関連する。
図１及び図２にメタノール合成用システムを概略的に示す。酸素供給部は、空気分離ユニット（ＡＳＵ）１の形態で用意される。合成ガス反応器は、ガス化器２の形態で用意され、空気分離ユニット１の酸素含有出口流を受けるように配置される。出口流中のＯ２含有量は、通常、９９％より多くてよい。
【００２１】
ガス化器２も軽質炭化水素含有供給源ガスを受ける。供給源ガスは、天然ガス流３の形態で用意できる。ガス化器は、耐火性内張り容器であってよい。ガス化器は、燃料と酸素と適切な混合を保証するために設計された同心（ｃｏ−）環状バーナーを備える。ガス化効率を向上するため、ガス化供給源ガス予備加熱器（図示せず）を任意に用意できる。ガス化の詳細については、Ｃｈ．Ｈｉｇｍａｎ及びＭ．ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｂｕｒｇｔによる教本“Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ”，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３（ＩＳＢＮ  ０−７５０６−７７０７−４）１２８〜１４０頁参照。
【００２２】
更に図１及び図２では、ガス化器２からの合成ガスは、中間反応生成物として、合成ガス冷却器１７経由でライン４から排出され、任意のガス浄化ユニット６経由でメタノール製造用のメタノール反応器５に供給される。任意のガス浄化ユニット６は、特にスクラバー、湿式（ｗｅｔ）スクラバー、フィルター又はそれらの組合わせを備えることができる。メタノール反応器５は、恒温型又は断熱型のいずれかのような、公知のいかなる種類のものでもよい。好適なメタノール反応器は、Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｍａｔｔｈｅｙ（以前はＳｙｎｅｔｉｘ）又はＬｕｒｇｉから入手できる。
【００２３】
合成ガス用のライン４には、圧縮器を備える必要がないことに注目。
合成ガス反応器から排出された合成ガスは、少なくともＨ２、ＣＯ及びＣＯ２を含有する。メタノール形成反応に対する合成ガス組成の適性は、合成ガスの化学量論数ＳＮで表される。ここで合成ガスのＳＮは、モル含有量［Ｈ２］、［ＣＯ］及び［ＣＯ２］で表して、ＳＮ＝（［Ｈ２］−［ＣＯ２］）／（［ＣＯ］＋［ＣＯ２］）である。供給源ガスのガス化により製造された合成ガスの化学量論数は２未満であり、通常は１．５〜１．８の範囲であることが見い出された。この値は、メタノール形成反応でメタノールを生成するのに理想的な化学量論比である約２．０５よりも低い。以下に検討するように、メタノール合成のオフガスから分離された水素を合成ループ内に再循環すると、ＳＮを増大することができる。
【００２４】
以下の第Ｉ表に、水蒸気改質法（ＳＭＲ）で製造した合成ガスと、自熱改質法（ＡＴＲ）で製造した合成ガスと、ガス化法（ＳＧＰ）で製造した合成ガスとを比較して示す。これらの数値は、酸素添加の平衡計算及び最適化により得られる。温度及び圧力のようなＡＴＲ及びＳＭＲのパラメーターは一般的であり、Ｐｈｏｅｎｅｘ  ＡＺにおけるＣＭＡＩ  Ｗｏｒｌｄ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２００３でＷｏｌｆｇａｎｇ  Ｈｉｌｓｅｂｅｉｎが提出した論文“Ｓｙｎｇａｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｇａ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｐｌａｎｔ”参照。
【００２５】
【表１】
2007536347.tif 000002
【００２６】
表中、水蒸気／炭素比は、炭化水素中の水蒸気対炭素原子のモル比として定義される。第Ｉ表から明らかなように、ＣＯ／ＣＯ２比が高く、ＳＮは２より余り低くなく、圧力は６０バールを超え、メタン、窒素及びアルゴンを含む不活性成分のレベルが低いなど、幾つかの有利な特性がある。軽質炭化水素のガス化により製造された合成ガスのこれら有利な特性は、制限された再循環しか用いないで、メタノールを製造するのに有利である。
こうして、メタノール合成に必要な圧力又はこれに近い圧力で合成ガスを製造でき、しかも水蒸気改質工程を含まない方法が提供される。
【００２７】
メタノール反応器５は、該反応器５内の圧力低下を補償するためのメタノール再循環圧縮器８を含む内部再循環ループ７（図１に示す）を任意に備えることができる。しかし、図２に示すような単一パス反応器は、メタノール反応器中に不活性成分の蓄積が一層少ないという利点がある。単一パス反応器又はメタノール反応方法は、メタノール合成工程又はメタノール反応器の原料中に存在する合計炭素に対して計算して、一酸化炭素及び二酸化炭素として再循環された炭素の含有量が好ましくは１５モル％未満、更に好ましくは２モル％未満である方法として定義される。
【００２８】
メタノール反応器の下流端部は、ライン９経由で気液分離器１０に接続している。気液分離器は、メタノール反応器５中に生成したメタノールの排出用メタノール出口１１と、メタノール反応器５から出てくるオフガスの排出用オフガス出口１２とを有する。
【００２９】
オフガス出口１２は、Ｈ２分離器１４に接続され、Ｈ２分離器は、オフガス出口から排出されるオフガスの少なくとも一分画を受けると共に、受けたオフガスからＨ２を分離するために配置されている。ライン１５は、Ｈ２分離器からの水素豊富流を運ぶラインで、Ｈ２入口経由でライン４に接続している。こうして、水素含有ガスは、メタノール反応器上流の合成ガス中に噴射される。
【００３０】
圧力スイング吸収器（ＰＳＡ）は、好適なＨ２分離器を形成する。ＰＳＡ式分離法は周知で、例えば前述のＣｈ．Ｈｉｇｍａｎ及びＭ．ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｂｕｒｇｔによる教本“Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ”，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３（ＩＳＢＮ  ０−７５０６−７７０７−４）３１０〜３１１頁に記載されている。ＰＳＡの利点は、Ｈ２の純粋流が得られる一方、不活性ガスを含む他のガスはこのサイクルから除去されることである。こうして、本発明のシステム及び方法を用いてメタノールに転化できる供給源ガスの品質に対し高い許容度が得られる。更に、ＰＳＡ内の水素圧力の低下が少ないので、このＨ２を、任意に備えた圧縮器１６により適度の再圧縮だけで合成ループにフィードバックできる。
【００３１】
メタノール形成反応でのオフガスの少なくとも一部から分離される水素の純度は、好ましくは９０モル％より高く、更に好ましくは９５モル％より高く、なお更に好ましくは９９モル％より高い。オフガスの少なくとも一部からの水素の分離は、圧力スイング吸収法で行うことが好ましい。水素がＰＳＡ中で得られる圧力は、６０バールより高いことが好ましい。ＰＳＡは、ＰＳＡの操作で通常、適用される圧力よりも高い圧力で操作するのが好ましいことが見い出された。こうして得られる水素の若干低い圧力及び純度も、更なる再圧縮が省略できるか、或いはメタノール合成圧力を得るため、水素に対し小さい再圧縮工程が使用できるので、補償される。
【００３２】
膜分離器又は冷却箱分離器も使用できるが、分離したＨ２を合成ループ中に噴射する前に、もっと再圧縮する必要がある。
供給源ガスの品質によっては、更にＨ２含有量を多くするには、Ｈ２分離器の上流にシフト反応器を必要とするかも知れない。
本システムは、排出されたメタノールを精製するため、１つ以上の蒸留塔１３のような、排出メタノールを更に処理する手段を任意に備える。
【００３３】
ガス化器２でのガス化は、６０〜８０バールの圧力、好ましくは８０バールに近い圧力、及び約１３００〜１４００℃の温度で行われる。次に、反応器の熱流出流は、合成ガス冷却器１７中で約３５０℃まで冷却される。合成ガス冷却器では、約１００バール以下の圧力で飽和水蒸気が作られる。飽和水蒸気は、酸素の予備加熱、及び任意に供給源ガスの予備加熱に使用される。
【００３４】
メタノール形成反応は、３０〜１５０バール、例えば７５バールの圧力及び２００〜３２０℃、例えば２３０℃の温度で行われる。ＰＳＡでの水素の回収は、例えば６０バールで行なえる。
【００３５】
図３は、プロセスフローの概略図である。対応する第ＩＩ表には、計算した組成及び図３で文字ａ〜ｉで示すラインを通る流量も示す。計算は、供給源ガスとして、特に高濃度のＮ２を含む低品質低価格の天然ガスについて行った。
【００３６】
ｄ欄とｅ欄とを比べると、水素再循環流ｉの噴射によりＳＮは、１．１から２．０１に高まったことが判る。また、ここではメタノール合成は一回通し（ｏｎｃｅ  ｔｈｒｏｕｇｈ）法とみなされるので、流れｇ中の不活性成分は流れｈ経由で合成ループから効率的に除去されたことも判る。
【００３７】
結局、前述のような条件に対し、ガス化による部分酸化を採用すると、意外にも非常に魅力的なメタノール製造方法が得られた。メタノール合成は一回通し法で可能であり、また本システムの好ましい実施態様では、＞２のＳＮは、新しい合成ガスを再循環水素と配合するだけで達成できるので、合成ガス圧縮器もシフト反応器も必要としない。本発明者らが知る限りではガス化に独特のこのような比較的簡単なシステムが軽質炭化水素含有供給源ガスからメタノールの合成に必要な条件を正確に与えるとは意外である。
【００３８】
ガス化は、高温高圧で水蒸気の添加なく運転できる。水蒸気の少量添加は、昇温相中のコークス形成の可能性及び煤の生成を防止するのに有益であるかも知れないが、水蒸気がガス化温度に達するまで更に燃料を燃焼させる必要があるので、合成ガス中のＣＯ／ＣＯ２比や本方法の酸素消費量にも悪影響を及ばす。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明システムの一実施態様の概略図である。
【図２】本発明システムの他の一実施態様の概略図である。
【図３】本発明システム及び方法の概略フローダイヤグラムである。
【符号の説明】
【００４０】
１      空気分離ユニット（酸素供給部として）
２      ガス化器（合成ガス反応器として）
３      天然ガス流（供給源ガスとして）
４      合成ガスライン
５      メタノール製造用メタノール反応器
６      合成ガス浄化ユニット
７      内部再循環ループ
８      メタノール再循環圧縮器
１０    気液分離器
１１    メタノール出口
１２    オフガス出口
１３    蒸留塔
１４    圧力スイング吸収器（Ｈ２分離器として）
１５    水素豊富流運搬ライン
１７    合成ガス冷却器
ＡＳＵ  空気分離ユニット
ＰＳＡ  圧力スイング吸収器
ＳＧＰ  ガス化方法
【図１】
2007536347.tif 000003
【図２】
2007536347.tif 000004
【図３】
2007536347.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月21日(2006.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素ガス供給部から軽質炭化水素含有供給源ガスを抽出する工程；
該供給源ガスからの軽質炭化水素を酸素と合成ガス形成反応により反応させて、圧力が６０バールを超える合成ガス含有反応中間体生成物を製造する工程；
該反応中間体生成物の少なくとも一分画をメタノール形成反応により反応させて、メタノールを製造すると共に、Ｈ２含有オフガスも製造する工程；
該メタノール形成反応の下流にあるメタノール出口及びオフガス出口経由でメタノール及びオフガスを排出する工程であって、これにより該合成ガス形成反応がガス化を含む該工程；
該オフガスの少なくとも一部から圧力スイング吸収法によりＨ２を分離して、圧力が６０バールを超える水素を得る工程、
分離されたＨ２を該炭化水素ガス供給部とメタノール出口間に延びるガス流路中に噴射して、ＳＮ＞２（但し、ＳＮは、モル含有量［Ｈ２］、［ＣＯ］及び［ＣＯ２］で表して、（［Ｈ２］−［ＣＯ２］）／（［ＣＯ］＋［ＣＯ２］）に等しい）の合成ガス組成物を得る工程、
を含む、軽質炭化水素含有供給源ガスからメタノールを合成する方法。
【請求項２】
前記分離された水素の純度が９０モル％より高い請求項１に記載の合成方法。
【請求項３】
前記分離された水素が、メタノール形成反応を行う前に、合成ガス含有反応中間体生成物中に噴射される請求項１又は２に記載の合成方法。
【請求項４】
前記分離Ｈ２の噴射後のＳＮ数が２．０〜２．１である請求項１〜３のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項５】
該方法が水蒸気改質工程を含まない請求項１〜４のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項６】
前記メタノール形成反応が単一パス反応器で行われる請求項１〜５のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項７】
前記反応器の原料中に存在する合計炭素に対して計算して、一酸化炭素及び二酸化炭素として再循環される炭素の含有量が、１５モル％未満、更に好ましくは２モル％未満である請求項６に記載の合成法法。
【請求項８】
前記供給源ガスからの軽質炭化水素を酸素と合成ガス形成反応により反応させる工程が、添加水蒸気の不存在下で行われる請求項１〜７のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項９】
該方法が合成ガス圧縮器を含まない請求項１〜８のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１０】
該方法がシフトを含まない請求項１〜９のいずれか１項に記載の合成方法。
【請求項１１】
前記供給源ガスが天然ガスである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の合成方法。
【国際調査報告】
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