(57)【要約】  変動する電力需要を満足させる方法及び合成ガス流の金銭的価値を最大にする方法を開示する。１つ又はそれ以上の合成ガス(１８；２０；２６)は、炭素質材料のガス化により製造し、ピークの電力需要期間の間、電力生産ゾーン（３８）に送って電力を生産し、またピーク外の電力需要期間の間、化学品生産ゾーン（５４）に送って、化学品、例えばメタノールなどを生産する。電力生産ゾーン（３８）及び化学品生産ゾーン（５４）、周期的に且つ実質的に時期をずらして運転するが、そこではピーク外の電力需要期間の間、１基又はそれ以上の燃焼タービンは停止し、合成ガス燃料は化学品生産ゾーンに差し向けられる。この時期をずらした周期的な運転様式は、電力生産ゾーン（３８）が高い熱力学的効率で電気的出力を最大にすることを可能にし、且つ化学品生産ゾーン（５４）が高い化学量論的効率で化学品製造を最大にすることを可能にする。電力と化学品との生産ゾーンを複合することで経済的な可能性が増進する。
2008519936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも酸素９０体積％を含むオキシダントの流れを１基又はそれ以上のガス化器中に連続的に供給し；
（ｂ）前記１基又はそれ以上のガス化器中で、前記オキシダントの流れを炭素質材料と反応させて、一酸化炭素、水素、二酸化炭素及び硫黄含有化合物を含む１つ又はそれ以上の合成ガス流を製造し；
（ｃ）ピークの電力需要期間の間、前記少なくとも１つの合成ガス流を、少なくとも１基の燃焼タービンを含む電力生産ゾーンに送って電力を生産し；
（ｄ）ピーク外の電力需要期間の間、前記少なくとも１つの合成ガス流を、化学品生産ゾーンに送って化学品を製造し；そして
（ｅ）前記ピーク外の電力需要期間の間、前記少なくとも１基の燃焼タービンを停止する
ことを含んでなる電力と化学品とを断続的に生産する方法。
【請求項２】
前記化学品生産ゾーンがメタノール、アルキル蟻酸エステル、ジメチルエーテル、アンモニア、水素、フィッシャー・トロプシュ法製造物又はそれらの組合せを製造する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化学品生産ゾーンがメタノール生産ゾーンである請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工程（ｅ）が、ピークの電力需要からピーク外の電力需要への移行期間の間、前記少なくとも１つの合成ガス流の全てを、前記少なくとも１基の燃焼タービンから前記メタノール生産ゾーンに徐々に転化し、同時に、前記少なくとも１基の燃焼タービンを停止する前には、前記少なくとも１基の燃焼タービンの最大能力の少なくとも５０％を保持するのに十分な流量で、メタノールを、前記少なくとも１基の燃焼タービンにも共に供給することを更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
（ｆ）ピーク外の電力需要からピークの電力需要への移行期間の間、前記少なくとも１つの合成ガス流の１００体積％までを、前記メタノール生産ゾーンから前記少なくとも１基の燃焼タービンへ徐々に転化し、同時に、前記少なくとも１基の燃焼タービンを最大能力の少なくとも５０％に保持するのに十分なだけ、メタノールを前記少なくとも１基の燃焼タービンにも共に供給する
ことを更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
（ｆ）前記ピークの電力需要期間の間、少なくとも１つの前記合成ガス流の一部を前記メタノール生産ゾーンに送って、前記メタノール生産ゾーンを高温に保ち；そして
（ｇ）前記ピークの電力需要期間の間、前記メタノール生産ゾーンからの製造物の全てを、前記電力生産ゾーンに送る
ことを更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記メタノール生産ゾーンが固定床反応器又は液体スラリー相反応器を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記オキシダントの流れが、少なくとも９５体積％の酸素を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
工程（ｃ）又は（ｄ）の前の硫黄除去ゾーンで、前記合成ガス流の中に存在する硫黄含有化合物の少なくとも９５モル％を除去することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
工程（ｄ）の前記メタノール生産ゾーンに送る前に、少なくとも１つの合成ガス流から前記二酸化炭素を除去して、前記少なくとも１つの合成ガス流の中のガスの合計モル数に基づき、二酸化炭素濃度を０．５〜１０モル％とすることを更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記二酸化炭素濃度が２〜５モル％である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
工程（ｃ）又は（ｄ）の前に、前記少なくとも１つの合成ガス流の１００体積％以下を水性ガス移行反応ゾーンに送り、そこで前記一酸化炭素の少なくとも一部を水と反応させて、水素及び二酸化炭素を製造することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記炭素質材料が石炭又は石油コークスであり、前記電力生産ゾーンが結合したサイクルシステムを含み、且つ、工程（ｃ）の間、前記燃焼タービンをその最大能力の少なくとも７０％で稼動させる請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記１基又はそれ以上のガス化器が、前記電力生産ゾーンの最大生産能力燃料必要量の少なくとも９０％を供給するような大きさに作製されたものである請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
（ａ）少なくとも酸素９５％を含むオキシダント流をガス化器中に連続的に供給し；
（ｂ）前記ガス化器の中で前記オキシダント流を炭素質材料と反応させて、合成ガス流を生成し；
（ｃ）ピークの電力需要期間の間、前記合成ガス流を少なくとも１基の燃焼タービンを含む電力生産ゾーンに送り；
（ｄ）ピーク外の電力需要期間の間、前記合成ガス流をメタノール生産ゾーンに送り；そして
（ｅ）前記ピーク外の電力需要期間の間、前記少なくとも１基の燃焼タービンを停止する
ことを含んでなるガス化工程からの合成ガス流の金銭的価値を最大にする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成ガスから規則的に変動する電力量及び化学品を生産する方法に関する。より詳しくは、本発明は電力及び化学品を断続的に生産する方法であって、１基又はそれ以上の燃焼タービンをピーク外の電力需要期間の間停止し、それらの燃焼タービンに供給されている合成ガスを化学品の生産に転用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力生産と分配ネットワークは、一般に、時間について変動する電力需要パターンに応答する必要があるものとして特徴付けることができる。そのような需要パターンは、一般に、毎日、毎週、そして年間についてさえも、様々な場所で実質的に異なる正確な変動度合で、周期的に上昇下降する。ピーク負荷（peak load）で発電される電力の値は、しばしばピーク外発電の２倍又はそれ以上の高さである可能性がある。ベース負荷（base load）とピーク負荷とで電気使用ネットワーク（electrical utility network）の施設が別々の技術及び／又は燃料を使用するということは一般的ではない。
【０００３】
経済的な可能性を最大なものとするため、システム負荷要因が時間について変動するとき、所定の装置ネットワーク内での様々な電力発電装置が、しばしば、最低の限界コストの順で可変性負荷要因に急派され、即ち、割り当てられる。急派モード（dispatch mode）での発電装置ネットワークの稼動は、全体として、生産者がそのシステムの生産コストを最小にすることを可能にする。最も価値のある発電装置は、低い限界コスト及び、大いに、迅速に、且つ実質的なコスト上の不利益なしに、生産能力要因を変動できる能力を有するものである。
【０００４】
当業者に周知であるように、最近の慣用電力発電プラントでは、電力発電のエネルギー源として、天然ガス、燃料オイル及び炭化水素液が、しばしば、利用されている。最も熱力学的に有効な最近の電力プラントでは、高温燃焼発電タービン（Brayton）サイクルが、低温水／スチーム発電タービン（Carnot）サイクルと複合されている。これらの、いわゆる複合サイクルプラントは、燃焼タービンとスチームタービンとが頻繁にオン−オフ（on-off）運転するように設計されているので、急派モードでの周期的な電力発電には特に好適である。炭化水素燃料及びオイルは液体であり、ピーク外の期間又は電力発電のない期間、容易に貯蔵することができる。一方、天然ガスについては、現存する長大な範囲の分布及びパイプラインシステムが、需要変動に合わせるための貯蔵所を提供する。
【０００５】
しかしながら、これらの燃料は、ピークの電力需要期間の間の増大した電力を供給するためには特に魅力的であるが、過去にそうであったようには、もはや廉価ではなく、それほど豊富には供給できない。今や、原油（crude petroleum）、精製石油製品及び天然ガスのコスト高が、これら燃料の供給源の不確実さ及びその限られた埋蔵量と共に、別のエネルギー源を探索すること及び全てのエネルギー源の効果的な利用のための新たな技術を開発することが必要になってきた。
【０００６】
石炭及びその他の固体炭素質燃料（例えば石油コークス、バイオマス、紙パルプ廃棄物など）は非常に豊富であり、比較的廉価で、そしてこの技術分野で電力発電の主要なエネルギー源として研究するには必然的な材料である。石炭は、電力や動力を創り出すための主要な熱源であるが、取り扱い、輸送及び貯蔵に伴う問題のため、また環境問題やその他の排出規制問題を惹き起こしうる灰分、硫黄及びその他の不純物を含有するため、元来好まれていなかった。しかし今や、その低コスト及びより安心な国内での供給のため、石炭は好まれるようになり、より効果的でより清浄な利用手段が研究されている。
【０００７】
石炭は、通常、空気で燃焼し、生成する熱が、高圧のスチームを創り出すために使用され、そのスチームがタービン中で膨張して機械的又は電気的エネルギーを創り出す。電気工業では、膨張スチームにより駆動することができる、様々な、大型で高効率の発電機が開発されてきた。しかしながら、石炭燃焼スチーム発生器は、大きく変動する電気量を生産するにはあまり適しておらず、むしろ、通常は、ベースの（即ち、実質的に一定の）負荷のためにより多く設計されている。石炭燃焼器はまた中断の要求にはほとんど適していない。通常、それらは、低めの燃料コストのため、ベース負荷の稼動に好まれている。
【０００８】
石炭及びその他の固体炭素質材料は、上記のように、更に実質量の硫黄化合物を含有し、その燃焼が厳しい環境問題を創り出す。このような硫黄含有石炭の燃焼で、膨大な量の低圧ガスが産出されるので、燃焼に伴う汚染性の硫黄化合物、例えばＳＯ2やＳＯ3などを除去することには費用がかかる。これら及びその他の問題は、燃焼の前に燃料から硫黄化合物が除去されるような、清浄な燃料ガスを製造する石炭ガス化法の探索に拍車を掛けてきた。
【０００９】
石炭及びその他の固体炭素質材料は、得られるガス化生成物［合成ガス（syngas）］が清浄で、複合サイクルオペレーションで電力を発生させるのに使用されるようにガス化されることができる。いわゆる一体型ガス化複合サイクル（integrated gasification combined cycle）（ＩＧＣＣ）電力プラントは、燃料（通常は石炭又は石油コークス）ガス化ブロック及び複合サイクル発電ブロックからなる。そのような複合サイクルは、天然ガスで使用されるものと本質的に同一である。しかしながら、合成ガスの発生は、天然ガスのパイプラインから引き出すよりは遥かに複雑である。ＩＧＣＣでは、固体粉砕及び製剤化、ガス化、灰分の取り扱い、ガスの冷却並びに硫黄除去工程が最も資本集約的であり、頻繁に停止し、再開することは困難でコスト高である。それらは、限定された下降生産能力（limited turndown capacity）で連続的に稼動するように、実質的に連続のベース負荷運転に本質的に好都合であるように設計されている。ガス化ブロックがパイプライン系の天然ガスと同様に容易に停止できたとしても、ガス化ブロックの空転及びそれに続く資産の不十分な利用によって、電力生産に極端に重い経済上の不利益がもたらされる。従って、複合サイクルブロックの変動する電力生産能力と、求められるガス化ブロックのベース負荷稼働との間の不適合が存在する。ＩＧＣＣ装置は、この技術分野では、中間的な負荷要因に急派する能力のない、ベース負荷装置（unit）と考えられている。
【００１０】
変動する電力需要問題に取り組むため、幾多の変更がＩＧＣＣ法と組合されて、先行文献中に提案されてきた。一般的な探求は、ガス化ブロックを本質的に一定のベース負荷の生産能力要因で運転することである。そのようにして発生した粗合成ガスは、浄化して大部分の硫黄化合物及びその他の不純物を除去し、次いで、その浄化された合成ガスを、いわゆる部分転化「ワンススルー」（“once-through”）（ガス無循環）化学合成反応に供給し、非転化合成ガスは直接のベース負荷電力発生のために燃やされ、それによって、より高価な同等に浄化された燃料を置き換える。合成された化学品は貯蔵し、ピークの需要期間の間のガスタービン−スチームタービン複合サイクルシステムのための燃料として後で使用される。この技術分野で例示されている共生成化学品は、アンモニア、メタノール、ジメチルエーテル及びフィッシャー・トロプシュ法生成物である。
【００１１】
あいにくワンススルー法は、化学反応の化学量論及び、その合成ガスから製造されうる貯蔵可能な燃料の割合におけるプロセス効率により制限される。ガス化工程では、典型的には、もっと少ない量のＣＯ2、Ｈ2Ｓ、メタン及びその他の不活性物質と共に、Ｈ2／ＣＯの比０．７／１〜１．２／１を有する合成ガスが製造される。メタノール、ジメチルエーテル及びフィッシャー・トロプシュ法生成物の合成には、ＣＯのモル当たり２モルのＨ2が消費されるので、もしＨ2の転化が完全であったとしても、この化学量論の必要量が合成ガス流の転化を制限することは全く明らかである。ワンススルー合成様式では、限られた小部分、典型的には利用できる水素の約５０％のみが転化されるので、その方法では、最高でも利用できる合成ガスのたったの約２５％だけが貯蔵可能な液体化学燃料に転化される。化学的な平衡及び速度論的な制限が、更に実際にその反応が遂行されうる組成、温度及び圧力で潜在的達成可能な転化を拘束する。
【００１２】
化学品が共生成されるそのような部分転化法の具体例は、アンモニア共生成の特許文献１、メタノールの特許文献２、フィッシャー・トロプシュ法炭化水素の特許文献３及び４、並びにジメチルエーテル共生成の特許文献５に記載されている。Ｗｅｂｅｒらは、非特許文献１で、そのようなメタノール部分転化法についての合成ガスの最高の転化率は、利用できる合成ガスの約２０〜３５％であることを開示している。従って、ピークの負荷に対するベース（ピーク外）の負荷の変動の平均は、ガス化ブロック生産量の５０〜１００％であり、最大の変動は５０〜１４０％である。
【００１３】
更にまた、複合サイクルプラントによる電力発電の熱効率は、まず化学燃料を製造し、次いでこの燃料を燃焼させることにより低下する。典型的には、原料の炭素質材料のＢＴＵ含有量に対して測定されたＩＧＣＣの全体としての熱効率は、全電力発電に対して大体３８〜４６％である。合成ガスから燃料化学品を製造することと、それに続いてこの燃料を燃焼することは、ＩＧＣＣ法に更に熱力学的非効率を持ち込む。得られた燃料（即ちメタノール、ジメチルエーテル又は炭化水素）は、元の合成ガスより低いエネルギー状態にあり、燃焼したとき、元の合成ガスより単位数量当たり少しのエネルギーしか産出しない。
【００１４】
特許文献２、６及び７によって例示されるように、Ｈ2又はＣＯを増やした流れを再循環することにより、合成ガスの転化率を改良する試みがなされてきたが、開示された最高の合成ガス転化率は７５％より低かった。ＤＭＥ生成についての平衡限界はメタノールより大きいので、例えば特許文献５に開示されているように、約７７％までの転化率が達成される。しかしながらＤＭＥは、通常、気体成分であり、貯蔵のためには、より大きな資本コストをかけて、冷却及び圧縮されなければならない。
【００１５】
限られたベースからピークまでの負荷能力についての合成ガスの部分転化という基本テーマに対して、更に化学合成工程を加えること、熱効率を改良するための熱集積計画（より高い資本コストを伴う）及び合成ガスの貯蔵を含む、その他多くの変更が提案されてきた。例えば、終端ガス（tail gas）中のメタノール及び一酸化炭素から酢酸が製造できる。合成ガスの更なる転化は達成されるが、得られる生成物（酢酸）は、もはや燃焼タービン発電機におけるピーク時の燃料（peaking fuel）としての使用に適しない。別の具体例において、合成ガスの一部は蟻酸メチルに転化することができる。転化率約６８％が達成されるが、一酸化炭素を多くすること、蟻酸メチルの水素化（hydrogenalysis）、蟻酸メチルの解離、及び２基の別々の燃焼タービンシステムのために更に相当な資本が必要である。
【００１６】
その他の考えには、ピーク時の燃料として後で使用するため、合成ガスを貯蔵することが含まれる。大量の水素を含む合成ガスは、しかしながら、液化することができない。従って、有用な量の合成ガスのピーク時燃料の貯蔵には、大規模で高価なガス貯蔵装置が必要となろう。改良された熱力学効率は、部分転化メタノール工程で製造されたスチームを、ＩＧＣＣスチームサイクルに統合することにより達成することができる。ピーク外の電力はまた、水を水素と酸素のガスに電気分解するために使用することができる。水素はＣＯ又はＣＯ2と結合してメタノールが生成し、それはピーク時の燃料として貯蔵される。この方法は、電気分解及びメタノール合成の工程の両方で熱力学効率が低くなってしまう。
【００１７】
上記に開示した方法及びプロセスは、ガス化に基づいた電力プラントについての、変動する電力負荷の問題に適切に取り組むものではいない。化学品と電力との連続的な共生産と、引き続くピークの電力負荷のためのその共生産化学品の燃焼を当てにしたスキームは、電力負荷要因、典型的には５０〜１４０％のベースからピークまでの負荷要因における、比較的限定された変動を可能にする。「ワンススルー」化学プロセスは、比較的少量の化学品の製造を可能にする。例えば、ワンススルーメタノール製造は、結局、一酸化炭素／水素供給ガスの１２〜３０％に帰することになり、従ってそのガスの効率的な使用ではない。化学品製造について規模の経済性を欠いているので、ワンススルー化学法は、一般に、化学品の製造のためには比較的高い資本コストを有している。共生産化学品がピークの電力発電のため燃焼するとき、電力サイクルの全体としての熱効率は、このように転化された合成ガス１０％毎に、数パーセントずつ低下する。従って、変動する電力の生産方法には、電力生産の間、電力サイクルの熱効率を最高に保ち、同時に、化学品製造の間、使用されないガス燃料を、最高の化学量論的効率及び資本効率で化学品に転化することが必要である。
【００１８】
【特許文献１】米国特許第４，５６６，２６７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３９２，５９４号明細書
【特許文献３】米国特許第３，９８６，３４９号明細書
【特許文献４】米国特許第４，０９２，８２５号明細書
【特許文献５】米国特許第４，３４１，０６９号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９４６，４７７号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２８４，８７８号明細書
【００１９】
【非特許文献１】“Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （１９８８）”、５０巻、２８８〜９３頁、“Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｃｏｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ：Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｕｓｅ  ｏｆ  ＩＧＣＣ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｌａｎｔｓ”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明者らは、変動する電力需要が、合成ガス燃料の電力プラントで、ピーク外の電力需要期間の間は、１基又はそれ以上の電力製造燃焼タービンを停止し、その合成ガス燃料を化学品製造に使用することによって、効率的に満足されうることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
従って、電力と化学品とを断続的に生産する方法であって：
（ａ）少なくとも酸素９０体積％を含むオキシダント流を１基又はそれ以上のガス化器中に連続的に供給し；
（ｂ）その１基又はそれ以上のガス化器中で、オキシダントの流れを炭素質材料と反応させて、一酸化炭素、水素、二酸化炭素及び硫黄含有化合物を含む１つ又はそれ以上の合成ガス流を製造し；
（ｃ）ピークの電力需要期間の間、その少なくとも１つの合成ガス流を、少なくとも１基の燃焼タービンを含む電力生産ゾーンに送って電力を生産し；
（ｄ）ピーク外の電力需要期間の間、その少なくとも１つの合成ガス流を、化学品生産ゾーンに送って化学品を製造し；
（ｅ）そのピーク外の電力需要期間の間、少なくとも１基の燃焼タービンを停止すること；
を含む方法が記述される。
【００２２】
一酸化炭素、二酸化炭素及び水素を含むガス（ここでは「合成ガス」と省略する）は、周期的に且つ実質的に時期をずらして運転される電力生産ゾーン及び化学品生産ゾーンで消費される。ピーク外の電力需要期間の間、電力を生産する１基又はそれ以上の燃焼タービンは停止され、合成ガス燃料は化学品生産ゾーンに導かれる。この様式において、合成ガスの処理量は、高価な合成ガス発生装置をフルに利用して、実質的にベース値の負荷に保たれ、同時に、周期的に変動する電力負荷要因への急派を可能にし、そして電力発電に必要とされない合成ガスでの化学品生産を最大にする。そのような新規の組合せが、電力発電の稼働に著しい融通性を提供し、実質的な経済的利益を提示し、電力生産者が直面する現在の電力変動の要求に対して特に応答する。例えば、本発明の一態様において、電力プラントはピークの電力需要では、一日中、その最大電力生産能力の１００％で稼働することができ、完全に合成ガスにより燃料供給することができる。合成ガスは、当業者には公知の任意の方法により供給することができるが、典型的には、石炭又はその他の炭素質材料のガス化により供給することができる。例えば、本発明の別の態様において、電力生産ゾーンはガス化複合（本明細書では“ＩＧＣＣ” と省略する）発電プラントを含むことができる。このことは、電力発電施設が、ほとんど負荷に追随する能力を有しないベース負荷様式で運転されている、現存する電力プラントの構成に対して真っ向からの対照となっている。
【００２３】
本方法は、一酸化炭素、水素又は一酸化炭素に１つ又はそれ以上を反応生成物に転化させるため、合成ガスの１００％までが化学品生産ゾーンに導かれるように準備する。例えば、本発明の一態様において、合成ガスは、メタノール、アルキル蟻酸エステル、アンモニア、ジメチルエーテル、水素、フィッシャー・トロプシュ法生成物又はそれらの組合せを製造するために使用することができる。別の態様において、化学品生産ゾーンは、固定床又は液体スラリー相のメタノール反応器を含んでいてもよいメタノール生産ゾーンであることができる。本発明の更に別の態様において、プロセスは、更に、ピーク外の電力需要とピークの電力需要との間の移行期間の間に、合成ガスをメタノール生産ゾーンに又はメタノール生産ゾーンから徐々に転化することによって、メタノール生産ゾーン及び燃焼タービンを効果的に開始し、そして停止し、同時に、それらの最大能力の少なくとも５０％の電気出力能力を保持するように、メタノールを、その燃焼タービンに共に供給する工程を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
総体的な態様において、本発明は、電力と化学品とを断続的に生産する方法であって：
（ａ）少なくとも酸素９０体積％を含むオキシダントの流れを１基又はそれ以上のガス化器中に連続的に供給し；
（ｂ）その１基又はそれ以上のガス化器中で、オキシダントの流れを炭素質材料と反応させ、一酸化炭素、水素、二酸化炭素及び硫黄含有化合物を含む１つ又はそれ以上の合成ガス流を製造し；
（ｃ）ピークの電力需要期間の間、その少なくとも１つの合成ガス流を、少なくとも１基の燃焼タービンを含む電力生産ゾーンに送って電力を生産し；
（ｄ）ピーク外の電力需要期間の間、その少なくとも１つの合成ガス流を、化学品生産ゾーンに送って化学品を生産し；そして
（ｅ）そのピーク外の電力需要期間の間、少なくとも１基の燃焼タービンを停止すること、
を含んでなる新規な方法を提供する。
【００２５】
本発明の方法において、炭素質材料は、１基又はそれ以上のガス化器中で酸素と連続的に反応して、実質的に一定の速度で合成ガスを製造することができる。「ピークの電力需要」とは、本発明の文脈内で用いるとき、所定の２４時間内で、電力生産ゾーンでの最大の電力需要を意味する。「ピークの電力需要期間」とは、本明細書で用いるとき、電力生産ゾーンでの電力需要が最大の電力需要の少なくとも９０％であるような、上記２４時間内の１又はそれ以上の時間の間隔を意味する。「ピーク外の電力需要期間」とは、ここで用いるとき、電力生産ゾーンでの電力需要が、先に定義したピークの電力需要の９０％より少ないような、上記２４時間内の１又はそれ以上の時間の間隔を意味する。用語「実質的に一定の速度」は、本明細書で用いるとき、そのガスが、途切れることのない方法で、且つ一定のレベルで連続的に供給されることを意味することを理解されたい。しかしながら、「実質的に一定の速度」は、例えば補修、開始、又は計画された停止などの期間のために起こりうる、通常の中断を排除することを意図するものではない。本発明の目的のため、「硫黄」は、有機性又は無機性のいずれかである、任意の硫黄含有化合物を指す。そのような硫黄含有化合物の具体例には、硫化水素、二酸化硫黄、三酸化硫黄、硫酸、硫黄元素、硫化カルボニル、メルカプタン類等が例示される。用語「最大能力燃料需要」は、本明細書で用いるとき、電力プラントをその最大能力で運転するのに必要とされる燃料を意味することを理解されたい。本明細書で用いる「最大能力」とは、その電力プラントにより生産することができる電力の、可能な最大量を意味することを意図している。「最大能力」は、必ずしも必然的であるわけではないが、電力プラントの設計能力が、プロセス装置の改良及び隘路打開により増大しうる設計能力と同じである。典型的には、電力プラントは、ピークの電力需要では、昼間の時間の間その最大能力で稼働することになる。本発明のガス燃料、又は合成ガス（syngas）は、二酸化炭素、一酸化炭素及び水素を含むが、炭素質材料、例えば天然ガス、石油誘導体のスチーム又は二酸化炭素での改質；炭素質材料、例えば石油残油、瀝青質、亜瀝青質、無煙炭及びそのコークス、褐炭、オイルシェール、オイルサンド、泥炭、バイオマス、石油精製残滓もしくはコークス等の部分酸化又はガス化；を含む、この技術分野では公知の多くの方法のいずれかにより供給することができる。
【００２６】
別段の指示がない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲の中で記述される多くのパラメータは、本発明により得るように努められる所望の特性によって変動しうる近似値である。いずれにせよ将に、数値のパラメータはそれぞれ、少なくとも、多くの報告される有意のディジット（significant digit）に照らして、そして通常の概数技法（ordinary rounding techniques）を適用することによって解釈されるべきである。更に、この開示及び特許請求の範囲で記述される範囲は、明確に全範囲を含むことを意図するものであり、終点だけではない。例えば、０〜１０と記述された範囲は、０と１０の間の全整数、例えば１，２，３，４など、０と１０の間の全少数、例えば１．５，２．３，４．５７，６．１１３など、そして終点０及び１０を開示することを意図している。また、化学的置換基に結合した範囲、例えば「Ｃ1〜Ｃ5炭化水素」は、明らかに、Ｃ1及びＣ5炭化水素と共に、Ｃ2、Ｃ3及びＣ4炭化水素を含み且つ開示することを意図している。
【００２７】
本発明の広い範囲を記述している数値範囲及びパラメータは近似値であるにもかかわらず、具体的な実施例で記述される数値はできる限り正確に報告される。しかしながらいずれの数値も、それらそれぞれの試験測定法で見出される標準偏差から必然的にもたらされる一定の誤差を本質的に含んでいる。
【００２８】
明細書及び添付の特許請求の範囲において用いるとき、文脈に別段の明確な指示がない限り、単数形（“a”，“an”，“the”）にはその複数の指示対象を含む。例えば、単数形の「タービン」又は「化学品」という表示は、１つ又はそれ以上のタービン又は化学品を含むことを意図している。単数形の成分又は単数形の工程を含む又は包含する組成物又は方法の表示は、名指しされたものに加えて、その他の成分又はその他の工程を、それぞれ含有することを意図している。
【００２９】
「含んでなる」、「含有する」又は「包含する」によって、本発明者らは、少なくとも名指しされた化合物、要素、粒子又は方法の工程等が、その組成物、製品又は方法の中に存在しているが、特許請求の範囲の中ではっきりと排除されない限り、その他の化合物、触媒、物質、粒子、方法の工程等の存在は、たとえ他のそのような化合物、物質、粒子、方法の工程等が名指しされたものと同じ機能を有していたとしても、排除されないことを意味する。
【００３０】
１つ又はそれ以上の方法の工程の記載が、結合されて列挙された工程の前もしくは後の付加的な方法の工程、又は明らかに同一のそれらの工程の間に挟まれた工程を予め排除するものではないこともまた理解されたい。更に、方法の工程又は成分を表記することは、別々の活動又は成分を同一のものとするための便利な手段であり、列記された記述は、別段の指示がない限り、どのような順序にも配置することができる。
【００３１】
本発明の方法は、少なくとも酸素９０体積％を含むオキシダントの流れを１基又はそれ以上のガス化器中に連続的に供給して、その１基又はそれ以上のガス化器中でそのオキシダントの流れを炭素質材料と反応させ、一酸化炭素、水素、二酸化炭素及び硫黄含有化合物を含む１つ又はそれ以上の合成ガスの流れを製造することが含む。本発明方法は、幾つかの公知のガス化方法のいずれか１つを組み込むことができる。これらのガス化方法は、“Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ”（Ｃ．Ｈｉｇｍａｎ及びＭ．ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｂｕｒｇｔ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，２００３年）の第５章に開示されているように、一般に、広い範疇に分類されている。実例には、移動床ガス化器、例えばＬｕｒｇｉドライアッシ法、Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｇａｓ／Ｌｕｒｇｉスラッギングガス化器、“Ｒｕｈｒ  １００”ガス化器など；流動床ガス化器、例えばＷｉｎｋｌｅｒ法と高温Ｗｉｎｋｌｅｒ法、“Ｋｅｌｌｏｇ  Ｂｒｏｗｎ  ａｎｄ  Ｒｏｏｔ  （ＫＢＲ）”移送ガス化器、Ｌｕｒｇｉ循環（circulating）流動床ガス化器、Ｕ−Ｇａｓ塊状化（agglomerating）流動床法、及びＫｅｌｌｏｇｇ  Ｒｕｓｔ  Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ塊状化流動床法など；並びに、同伴流（entrained-flow）ガス化器、例えばＴｅｘａｃｏ法、Ｓｈｅｌｌ法、Ｐｒｅｎｆｌｏ法、Ｎｏｅｌｌ法、Ｅ−ｇａｓ（又はＤｅｓｔｅｃ）法、ＣＣＰ法、Ｅａｇｌｅ法、及びＫｏｐｐｅｒｓ−Ｔｏｔｚｅｋ法などがある。本方法での使用が考慮されるガス化器は、約１〜約１０３バール絶対圧（本明細書では“ｂａｒａ”と省略する）及び４００℃〜２０００℃の範囲の圧力及び温度にわたって、好ましくは約２１〜約８３ｂａｒａの範囲内の値及び温度５００℃〜１５００℃の間で運転することができる。本明細書で用いる炭素質原料及び炭化水素原料によって、また気体の一酸化炭素、二酸化炭素及び水素を発生させるために使用されるガス化器のタイプによって、原料の準備には、粉砕並びに乾燥、適当な流体（例えば水、有機液体、臨界超過又は液体の二酸化炭素）中での粉砕原料のスラリー化という１つ又はそれ以上の単位操作を含むことができる。酸化して合成ガスを製造することができる典型的な炭素質材料には、それらに限定するものではないが、石油残油、瀝青質、亜瀝青質、無煙炭及びそのコークス、褐炭、オイルシェール、オイルサンド、泥炭、バイオマス、石油精製残滓又は石油コークス等が含まれる。最高の経済価値及び熱力学的効率については、ガス化器を、電力生産ゾーンの最大能力燃料必要量の少なくとも９０％、又は別の例では、少なくとも９５％を供給するような大きさで作製することが有利である。
【００３２】
酸素又は、実質量の酸素を含む別の適当なガス流を、炭素質又は炭化水素質の原料と共にガス化器に充填する。オキシダントの流れは、この技術分野では公知の任意の方法、例えば空気の極低温蒸留、圧力変振吸着（pressure swing adsorption）、隔膜分離、又はそれらの任意の組合せにより製造することができる。オキシダントの流れの純度は、少なくとも酸素９０体積％であるが；例えばオキシダントの流れは、少なくとも酸素９５体積％を含むことができ、また別の例では、酸素９８体積％を含むことができる。
【００３３】
オキシダントの流れ及び、製造された炭素質原料又は炭化水素原料は、１基又はそれ以上のガス化器に導入され、そこでオキシダントが消費され、その原料は、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、水、及び種々の不純物、例えば硫黄含有化合物などを含む１つ又はそれ以上の合成ガス流に実質的に転化される。例えば合成ガスは、原料源及びガス化器のタイプによっては、水及びその他の不純物、例えば硫化水素、硫化カルボニル、メタン、アンモニア、シアン化水素、塩化水素、水銀、ヒ素及びその他の金属を含むことができる。ガス化ブロックは、１基又はそれ以上のガス化器、高温ガス冷却装置、灰分／スラグ取扱装置及びガスフィルター、スクラバーを含んでいる。オキシダントと原料をガス化器に導入する詳細なやり方は、この技術分野の技術の範囲内であるが；その工程が連続的に、且つ実質的に一定速度で実施することが好ましい。
【００３４】
少なくとも１つの合成ガス流は、ピークの電力需要期間の間は、電力を生産するため、生産電力生産ゾーンに送られる。電力生産ゾーンは、合成ガス供給物の中の化学的エネルギー及び運動エネルギーを、電気的又は機械的エネルギーに変換するための手段、典型的には少なくとも１基のタービン膨張機（turboexpander）（以下、「燃焼タービン」ともいう）を含む。典型的には、電力生産ゾーンは、合成ガス中のエネルギーを電気エネルギーに変換するための最も効率的な方法として、発電のために“Ｂｒａｙｔｏｎ”サイクル及び“Ｃａｒｎｏｔ”サイクルを含む、複合サイクルシステムを含むことになる。複合サイクルの運転では、気体燃料は酸素同伴ガス（oxygen-bearing gas）と結合し、燃焼し、１基又はそれ以上の燃焼タービンに供給されて、電気的エネルギー又は機械的エネルギーが発生する。燃焼タービンからの熱排気ガスは、１基又はそれ以上の熱回収スチーム発電機（ＨＲＳＧ）に供給し、そこで熱排気ガス中の熱エネルギー部分はスチームとして回収する。１基又はそれ以上のＨＲＳＧからのスチームは、この方法のその他の部所で発生した幾らかのスチーム（即ち化学反応の発熱の回収による）と共に、１基又はそれ以上のスチームタービン膨張機に供給されて、そのタービン排気中に残留する幾らかの低レベルの熱を凝集媒体に排出する前に、電気エネルギー又は機械的エネルギーが発生する。この技術分野では、基本的な複合サイクルの運転での幾多の変形が知られている。実例には、ＨＡＴ（湿潤空気タービン）サイクル及び“Ｔｏｐｈａｔ”サイクルがある。本発明の電力生産ゾーンにおいては、制限なく全てが使用に適している。
【００３５】
燃焼タービンの生産能力要因を下降させるための能力は、負荷依存熱力学効率機械的効率及び汚染の吐出を始め、経済的原動力を含む多くの要因によって指令される。典型的には、燃焼タービンは、その全能力の少なくとも５０％で有利に運転される。例えば、燃焼タービンはその全能力の少なくとも６０％、典型的には、その全能力の少なくとも７０％、より典型的には、その全能力の少なくとも８０％で運転することができる。本発明方法に関しては、ピーク外の電力需要期間の間、少なくとも１基の燃焼タービンを停止することができ、その代わりに、少なくとも１つの合成ガス流を、化学品を生産するため化学品生産ゾーンに送ることができる。例えば２４時間以内に、１回より多くのピーク外の電力需要期間が存在しうる。従って、燃焼タービンは所定の２４時間以内に１回より多く停止することができる。不十分で不経済な管理様式でそのタービンを運転する代わりに、ピーク外のこれらの電力需要期間に少なくとも１基の燃焼タービンを停止することによって、ガス化器は、一定速度で効率的に運転することができ、合成ガスの最大の熱力学値及び経済値を実現することができる。
【００３６】
例えば、２基の燃焼タービンを含む電力生産ゾーンは全生産能力の９０％又はそれ以上で運転することができよう。出力低下を求めるとき、１基又はそれ以上の燃焼タービンを止めることが、経済的理由（即ち低電力価格）で、又は熱力学的非能率の理由から有利でありうる。従って、本発明の方法に従えば、タービンの１基を非能率及び／又は不経済なやり方で運転し続けるよりむしろ、そのタービンを停止し、合成ガスの供給流は、代わりに化学品を製造するため化学品生産ゾーンに送る。このように、効率的でない能力要因でタービンを運転して電力を生産するために合成ガス流を用いる代わりに、その合成ガスは、例えば市販することができ、また燃焼タービンの燃料需要を補うために用いることができる化学品を製造するために使用される。化学品生産ゾーンは、合成ガス原料から効率的に得られる任意の化学品、例えばメタノール、アルキル蟻酸エステル、アンモニア、ジメチルエーテル、水素、フィッシャー・トロプシュ法生成物、又はそれらの化学品の１つ又はそれ以上の組合せを製造するために使用することができる。例えば、本発明の１つの態様において、化学品生産ゾーンはメタノール生産ゾーンである。
【００３７】
メタノール生産ゾーンは、当業者には周知であり、その多くが広く商業ベースで実施されている、任意のタイプのメタノール合成プラントを含むことができる。最も商業的なメタノール合成プラントは、気相で、用いられる技術により種々の銅系触媒を用い、圧力範囲約２５〜約１４０ｂａｒａで稼動する。メタノールを合成するためには、多くの異なる開発済みの技術、例えばＩＣＩ（Ｉｍｐｅｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）プロセス、Ｌｕｒｇｉプロセス及び三菱プロセスが知られている。液相法もまたこの技術分野では周知である。従って、本発明に従うメタノールプロセスは、固定床又は液体スラリー相のメタノール反応器を含むことができる。
【００３８】
合成ガス流は、典型的には、メタノール反応器に、採用される方法に従って約２５〜約１４０ｂａｒａで供給する。合成ガスは、次いで触媒上で反応してメタノールを生成する。この反応は発熱であり；従って、通常、熱の除去が必要である。粗メタノール又は不純なメタノールは、次いで凝縮され、精製されて、エタノール、プロパノール等を含むより高級のアルコールなどの不純物を取り除いてもよく、また精製せずに燃料として燃してもよい。未反応の合成ガス原料を含む未凝縮蒸気相は、典型的にはメタノール工程の供給に再循環される。
【００３９】
電力生産と化学品生産の間の移行は、本発明の別の側面である。例えばメタノールが気相反応により製造されるとき及びメタノール製造のない期間の間、メタノール反応器への流れは停止することができる。反応器はガス成分をその反応器内に含むようにバルブ止めすることができ、そこで反応性の合成ガス成分は迅速にメタノール生成のへ移行限界に達することになる。その反応器はこの遊休状態をいつまでも保持することができる。しかしながら、合成ガスの再導入が始まると直ちにメタノール生成が開始するような温度、例えば約２００℃より高い温度に反応器を保持することが望ましい。意外にも、触媒及び反応器自体の熱の量が、追加の熱を加えることなく、数時間、典型的には４〜１０時間の間、その温度を所望の範囲より高く維持することが見出された。しかしながら、その遊休状態の反応器に、追加の熱を導入することが必要であるかもしれない。追加の熱は、ここで使用される反応器の型によって、不活性なガス（例えば窒素）を、反応器を通して循環させることにより、又は熱伝達媒体（例えば熱水もしくはスチーム）を反応器の熱伝達表面（例えば固定床管状反応器の管壁）に接触させることにより、供給することができる。
【００４０】
液相スラリー反応器については、メタノール反応器が遊休モードにあるとき、即ちピークの電力需要期間の間、触媒をその液体中に懸濁させておくことが有利である。不活性ガス、例えば窒素は、触媒の沈殿を防ぐような速度及び容量で、反応性の合成ガスの代わりに、反応器に供給される。触媒の懸濁を確実にしておくために必要な流速を算定する方法は、この技術分野では周知である。メタノールの製造を再開するときには、合成ガス流は、窒素ガス流の減少に従って開始される。反応器からのパージは、初めは高圧でありうるので、窒素の量の低下につれて平常のレベルまで減少する。
【００４１】
そのスラリー流体、反応容器及び触媒の熱の量は、追加の熱を加えることなく、数時間、典型的には４〜１０時間の間、その温度を所望の範囲より高く維持することになる。しかしながら、その遊休状態の反応器に追加の熱を導入することが必要であるかもしれない。追加の熱は、不活性ガス（例えば窒素）を、反応器を通して循環させることにより、又は熱伝達媒体（例えば熱水もしくはスチーム）を反応器の熱伝達表面に接触させることにより供給することができる。例えば、本発明の別の態様では、ピークの電力需要期間の間、合成ガスの少なくとも１つの流れの一部をメタノール生産ゾーンに送って、少量のメタノールの生産により、メタノール生産ゾーンを高温に保つこともできる。全てのメタノール生成物は、次いで、ピークの電力需要期間の間、メタノール生産ゾーンから電力生産ゾーンに、追加の燃料として送ることができる。
【００４２】
或いは、ピークの電力需要からピーク外の電力需要への移行期間の間、触媒への任意の熱的もしくは物理的衝撃を避けるため、又は任意の過剰な合成ガスの燃焼を防ぐため、合成ガス流を燃焼タービンからメタノール反応器に徐々に移行させることが望ましいかもしれない。従って本発明の方法は、更に、その合成ガス流の全てを、少なくとも１基の燃焼タービンからメタノール生産ゾーンに徐々に変換し、同時に、その燃焼タービンを停止する前に、その燃焼タービンの最大能力の少なくとも５０％を保持するのに十分な流量で、メタノールを燃焼タービンに共に供給することを含む。メタノール生産ゾーンへ又はそこからガスを変換するとの文脈において用いるとき、合成ガス流を即座に移すことと対比して、例えばバルブの巧みな手動操作によって起こるように、「徐々の」又は「徐々に」によって、合成ガス流の移行が、例えば５分から数時間などの時間に亘って起こることを意味する。燃焼タービンへの合成ガスの供給は、徐々にメタノール工程に変換されるが、同時に燃焼タービンを、その全能力の少なくとも５０％の効率的な運転管理様式内に維持するために、十分なメタノールを共に供給する。例えばタービンは、その全能力の少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％が維持される。一旦、合成ガスの流れがメタノール生産ゾーンへ完全に導かれれば、燃焼タービンはメタノール供給の閉鎖によって停止されることができる。
【００４３】
同様に、ピーク外の電力需要期間からピークの電力需要期間への移行の間には、合成ガス流の全部又は一部が、メタノール生産ゾーン又は化学品生産ゾーンから少なくとも１基の燃焼タービンへ、徐々に移行させることができる。従って、本発明の方法は、更に、ピーク外の電力需要からピークの電力需要への移行期間の間、その少なくとも１つの合成ガス流を、１００体積％まで、メタノール生産ゾーンから燃焼タービンへ徐々に変換し、同時に、前記少なくとも１基の燃焼タービンを最大能力の少なくとも５０％に保持するのに十分なだけ、メタノールを、その少なくとも１基の燃焼タービンにも供給することを含む。例えばタービンは、その全能力の少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％又は少なくとも９０％が維持することができる。タービンはメタノールのみを供給することにより起動することができる。合成ガスがメタノール生産ゾーンから燃焼タービンへ変換されるに従い、タービンをその全運転能力の少なくとも５０％を維持するため、メタノールが燃焼タービンに共に供給される。十分な合成ガスが使用可能になるに従い、メタノールの共供給は適宜減らされ、最後には停止される。
【００４４】
メタノールの無生産からフル生産までの移行は、１時間以内に、より典型的には３０分以内に、気相又は液相のいずれかの反応器で生じる。メタノール反応器の下流にある任意のメタノール精製装置への流れの変動は、メタノールの低生産又は非生産の期間を通して持続するために十分な、粗メタノールの中間貯蔵を準備することにより解消にすることができる。この様式では、下流の精製装置は、本質的に一定速度で運転することができ、またメタノールのピークの製造速度よりもむしろ、毎日の平均製造速度を取り扱うだけの大きさにすることができる。
【００４５】
化学品生産ゾーンで使用される任意の触媒の被毒を防ぐか、又は環境への硫黄の放出を減らすために、合成ガスを化学品生産ゾーン又は電力生産ゾーンに送る前に、硫黄除去ゾーンで、合成ガスの中に存在する硫黄含有化合物を除去することがしばしば望ましい。硫黄除去ゾーンは、ガス流から硫黄を取り除くため、この技術分野では公知の多くの方法のいずれかを含むことができる。硫黄の化合物は、硫黄除去ゾーンへの気体の供給物から、苛性ソーダ、炭酸カリウムもしくはその他の無機塩基又はアルカノールアミンを用いることにより例示される、化学的吸収法により回収することができる。本発明の適当なアルカノールアミンの具体例には、合計炭素原子１０までを含み、約２５０℃より低い標準沸点を有する第一級又は第二級のアミノアルコールが含まれる。具体例には、第一級アミノアルコール、例えばモノエタノールアミン（ＭＥＡ）、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、１−アミノブタン−２−オール、２−アミノブタン−１−オール、３−アミノ−３−メチル−２−ペンタノール、２，３−ジメチル−３−アミノ−１−ブタノール、２−アミノ−２−エチル−１−ブタノール、２−アミノ−２−メチル−３−ペンタノール、２−アミノ−２−メチル−１−ブタノール、２−アミノ−２−メチル−１−ペンタノール、３−アミノ−３−メチル−１−ブタノール、３−アミノ−３−メチル−２−ブタノール、２−アミノ−２，３−ジメチル−１−ブタノール、並びに第二級アミノアルコール、例えばジエタノールアミン（ＤＥＡ）、２−（エチルアミノ）−エタノール（ＥＡＥ）、２−（メチルアミノ）−エタノール（ＭＡＥ）、２−（プロピルアミノ）−エタノール、２−（イソプロピルアミノ）−エタノール、２−（ブチルアミノ）−エタノール、１−（エチルアミノ）−エタノール、１−（メチルアミノ）−エタノール、１−（プロピルアミノ）−エタノール、１−（イソプロピルアミノ）−エタノール及び１−（ブチルアミノ）−エタノールが含まれる。
【００４６】
或いは、硫黄除去ゾーンへのガス状の供給物中の硫黄は、物理的吸収法により除去することもできる。適当な物理的吸収溶媒の具体例には、メタノール及びその他のアルコール類、プロピレン炭酸エステル及びその他のアルキル炭酸エステル類、２〜１２のグリコール単位のポリエチレングリコールジメチルエーテル及びそれらの混合物（一般に、商品名“Ｓｅｌｅｘｏｎ（登録商標）”溶媒で知られる）、Ｎ−メチル−ピロリドン並びにスルホランがある。物理的吸収及び化学的吸収の方法は、溶媒としてスルホランとアルカノールアミンを用いる“Ｓｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）”法、又は溶媒としてモノエタノールアミンとメタノールの混合物を用いる“Ａｍｉｓｏｌ（登録商標）”法により例示されるものなどを協力して用いることができる。
【００４７】
硫黄含有化合物は、硫黄除去ゾーンへのガス状の供給物から、チタン酸亜鉛、亜鉛フェライト、酸化錫、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅、酸化セレン又はそれらの混合物により例示される固体の、固定床、流動床又は移動床を用いて固体吸着法（solid sorption method）により回収してもよい。ここで使用する特定の硫黄除去技術により求めるとき、硫黄除去装置の前に、１つ又はそれ以上のガス冷却工程を先に行い、粗合成ガスの温度を低下させるのがよい。合成ガスからの感受性（sensible）熱エネルギーは、この技術分野では公知の手段により、一連の冷却でのスチームの発生によって回収することができる。もし化学合成の需要に必要なら（If necessary for chemical synthesis needs）、化学的吸収もしくは物理的吸収の工程、又は固体吸着工程に引き続いて、最終的な硫黄除去法のための追加の方法が行われる。最終的な硫黄除去法の実例は、酸化亜鉛、酸化銅又は酸化鉄への吸着（adsorption）である。
【００４８】
合成ガス中における全硫黄含有化合物の、典型的には少なくとも９０モル％、より典型的には少なくとも９５モル％、更に典型的には少なくとも９９モル％が、硫黄除去ゾーンで除去される。典型的には、化学品生産ゾーンでは、化学合成触媒の失活を防ぐため、より厳格な硫黄の除去、即ち少なくとも９９．５％除去を必要とするが、より典型的には、硫黄除去ゾーンからの流出ガスは、５ｐｐｍ（体積）より少ない硫黄しか含んでいない。電力生産ゾーン及び化学品生産ゾーンに先立つ硫黄の除去は、もし所望なら、同じ装置に結合され、達成されることができる。
【００４９】
本発明の方法は、更に少なくとも１つの合成ガス流から、二酸化炭素の除去又はそれの減少を含むことができる。例えば二酸化炭素の一部は化学品生産ゾーンに合成ガスを送る前に取り除くことができる。二酸化炭素の除去又は削減は、この技術分野では公知の多くの方法のいずれかを含むことができる。ガス状供給物中の二酸化炭素は、苛性ソーダ、炭酸カリウムもしくはその他の無機塩基、又はアルカノールアミンを用いることにより例示される、化学的吸収法により除去することができる。本発明の適当なアルカノールアミンの実例には、合計炭素原子１０までを含み、約２５０℃より低い標準沸点を有する第一級又は第二級のアミノアルコールが含まれる。具体例には、第一級アミノアルコール、例えばモノエタノールアミン（ＭＥＡ）、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、１−アミノブタン−２−オール、２−アミノブタン−１−オール、３−アミノ−３−メチル−２−ペンタノール、２，３−ジメチル−３−アミノ−１−ブタノール、２−アミノ−２−エチル−１−ブタノール、２−アミノ−２−メチル−３−ペンタノール、２−アミノ−２−メチル−１−ブタノール、２−アミノ−２−メチル−１−ペンタノール、３−アミノ−３−メチル−１−ブタノール、３−アミノ−３−メチル−２−ブタノール、２−アミノ−２，３−ジメチル−１−ブタノール、並びに第二級アミノアルコール、例えばジエタノールアミン（ＤＥＡ）、２−（エチルアミノ）−エタノール（ＥＡＥ）、２−（メチルアミノ）−エタノール（ＭＡＥ）、２−（プロピルアミノ）−エタノール、２−（イソプロピルアミノ）−エタノール、２−（ブチルアミノ）−エタノール、１−（エチルアミノ）−エタノール、１−（メチルアミノ）−エタノール、１−（プロピルアミノ）−エタノール、１−（イソプロピルアミノ）−エタノール、及び１−（ブチルアミノ）−エタノールが含まれる。
【００５０】
或いは、ガス状の供給物中の二酸化炭素は、物理的吸収法により除去することもできる。適当な物理的吸収溶媒の具体例には、メタノール及びその他のアルコール類、プロピレン炭酸エステル及びその他のアルキル炭酸エステル類、２〜１２のグリコール単位のポリエチレングリコールジメチルエーテル及びそれらの混合物（一般に、商品名“Ｓｅｌｅｘｏｎ（登録商標）”溶媒で知られる）、Ｎ−メチル−ピロリドン並びにスルホランがある。物理的吸収及び化学的吸収の方法は、溶媒としてスルホラン及びアルカノールアミンを用いる“Ｓｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）”法、又は溶媒としてモノエタノールアミン及びメタノールの混合物を用いる“Ａｍｉｓｏｌ（登録商標）”法により例示されるものなどを協力して用いることができる。
【００５１】
ここで使用される特定の二酸化炭素除去技術により求められるとき、二酸化炭素除去装置の前に、１つ又はそれ以上のガス冷却工程がを先に行い、粗合成ガスの温度を低下させるのがよい。合成ガスからの著しい熱エネルギーは、この技術分野では公知の手段により、一連の冷却におけるスチーム発生によって回収することができる。もし化学合成の需要に必要なら、化学的吸収もしくは物理的吸収の工程、又は固体吸収もしくは吸着工程に引き続いて、最終的な硫黄除去法のための追加の方法が行われる。最終的な二酸化炭素除去法の実例は、圧力又は温度変振吸着法である。
【００５２】
化学品の合成が求められるとき、供給ガス中の二酸化炭素の、典型的には少なくとも６０％、より典型的には少なくとも８０％が二酸化炭素除去ゾーンで除去される。例えば本発明の方法は、合成ガスをメタノール生産ゾーンに送る前に、少なくとも１つの合成ガスの流れから二酸化炭素を除去して、合成ガスの流れ中のガスの合計のモルに基づいて、二酸化炭素濃度０．５〜１０モル％にすることを含む。別の具体例において、二酸化炭素は、少なくとも１つの合成ガス流から濃度２〜５モル％まで除去することができる。多くの硫黄及び二酸化炭素除去技術では硫黄及び二酸化炭素両方の除去が可能である。従って、硫黄除去ゾーン及び二酸化炭素除去ゾーンは一緒に統合して、硫黄及び二酸化炭素を、同時に、選択的に（即ち実質的に別の生成物の流れとして）、又は非選択的に（即ち１つの複合した生成物の流れとして）除去することができる。
【００５３】
水生ガス移行反応を、合成ガスの水素：一酸化炭素の比率を変えるために採用することができる。本方法の発明には、従って、更に電力又は化学品生産ゾーンの前に、１つ又はそれ以上の合成ガスの流れの１００体積％までを水性ガス移行反応ゾーンに送り、そこで一酸化炭素の少なくとも一部を水と反応させて、水素及び二酸化炭素を製造することを含むことができる：
【００５４】
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ←→ＣＯ2＋Ｈ2
【００５５】
典型的には水生ガス移行反応は、この技術分野では公知の触媒様式で達成される。水生ガス移行反応ゾーンが硫黄回収ゾーンの前に置かれるときには、水性ガス移行触媒は有利には硫黄耐性である。例えば、そのような硫黄耐性触媒は、これに限定するものではないが、コバルト−モリブデン触媒を含むことができる。稼動温度は、典型的には２５０℃〜５００℃である。或いは、水生ガス移行反応は、高温又は低温移行触媒を用いて大部分の硫黄を除去した後に達成することができる。高温移行触媒、例えばクロム又は銅により促進された酸化鉄は３００℃〜５００℃の範囲で機能する。低温移行触媒、例えば銅−亜鉛−アルミニウム触媒は２００℃〜３００℃の範囲で機能する。或いは、水性ガス移行反応は、そのガスの温度が約９００℃より高いときには、触媒の助けなしに達成することもできる。水性ガス移行反応が高度の発熱特性のため、水性ガス移行反応器の出口ガスから熱を回収することによって、スチームを発生させることができる。水性ガス移行反応は、発熱反応の熱放出を制御するため、この技術分野では公知のいずれかの反応器の構成で達成することができる。適当な反応器の構成の実例は、一段断熱固定床反応器；段間の冷却、スチームの発生又は冷気発射（cold-shotting）を有する多段断熱固定床反応器；スチーム発生又は冷却付きの管状固定床反応器；又は流動床である。
【００５６】
水性ガス移行反応ゾーンは化学品生産ゾーンと統合され結合されてもいいし、また化学品生産ゾーンからは物理的に分離されていてもよい。例えば化学品生産ゾーンが、鉄系触媒を用いて炭化水素を製造するフィッシャー・トロプシュ反応を含むとき、フィッシャー・トロプシュ合成反応器が、同時に、且つ水性ガス移行反応と同じ反応器で稼動することが有利である。更に、水素、一酸化炭素又は二酸化炭素の１つ又はそれ以上から誘導される適当な化学品の実例には、それらに限定するものではないが、メタノール、ジメチルエーテル、蟻酸メチル、水素、アンモニア及びその誘導体、並びにフィッシャー・トロプシュ法製造物が含まれる。
【００５７】
本発明の別の態様は、電力と化学品とを断続的に生産する方法であって：
（ａ）少なくとも酸素９０体積％を含むオキシダントの流れを１基又はそれ以上のガス化器中に連続的に供給し；
（ｂ）その１基又はそれ以上のガス化器の中でそのオキシダントの流れを炭素質材料と反応させ、一酸化炭素、水素、二酸化炭素及び硫黄含有化合物を含む１つ又はそれ以上の合成ガスの流れを製造し；
（ｃ）ピークの電力需要期間の間、その少なくとも１つの合成ガスの流れを、少なくとも１基の燃焼タービンを含む電力生産ゾーンに送って電力を生産し；
（ｄ）ピークの電力需要からピーク外の電力需要への移行期間の間、その少なくとも１つの合成ガスの流れの全てを、その少なくとも１基の燃焼タービンからメタノール生産ゾーンに徐々に転化し、同時に、その燃焼タービンの最大能力の少なくとも５０％を保持するのに十分な流量で、メタノールを、その少なくとも１基の燃焼タービンにも供給し；
（ｅ）そのピーク外の電力需要期間の間は、少なくとも１基の燃焼タービンを停止し；
（ｆ）ピーク外の電力需要期間の間、その合成ガス流の少なくとも１つを、メタノール生産ゾーンに送ってメタノールを生産し；そして
（ｇ）少なくとも１つの合成ガス流の１００体積％までを、そのメタノール生産ゾーンからその少なくとも１基の燃焼タービンへ徐々に転化し、同時に、その少なくとも１基の燃焼タービンにメタノールを、その燃焼タービンを最大能力の少なくとも５０％に保持するのに十分なだけ共に供給すること；
を含む方法である。
【００５８】
上記の方法には、ガス化器、合成ガス流、オキシダントの流れ、炭素質材料、電力生産ゾーン、硫黄の除去及び二酸化炭素の除去などの様々な態様が、上記のとおり含まれることを理解されたい。
【００５９】
本明細書に記載されるように、本発明の新規な方法は、電力生産のための合成ガスの流れの熱力学的効率及び経済値を最大にする。従って、本発明の別の態様は、ガス化工程からの合成ガスの流れの金銭的価値を最大にする方法であって：
（ａ）少なくとも酸素９５％を含むオキシダントの流れをガス化器中に連続的に供給し；
（ｂ）ガス化器の中でそのオキシダントの流れを炭素質材料と反応させて、合成ガス流を製造し；
（ｃ）ピークの電力需要期間の間、合成ガス流を少なくとも１基の燃焼タービンを含む電力生産ゾーンに送り；
（ｄ）ピーク外の電力需要期間の間、合成ガス流をメタノール生産ゾーンに送り；そして
（ｅ）ピーク外の電力需要期間の間、その少なくとも１基の燃焼タービンを停止すること；
を含む方法である。
【００６０】
本発明の方法には、ガス化器、合成ガス流、オキシダントの流れ、炭素質材料、電力生産ゾーン、硫黄の除去及び二酸化炭素の除去などの様々な態様が、前記のとおり包含されることを理解されたい。例えばガス化器は、炭素質材料、例えば石炭又は石油コークスなどを酸化して合成ガスにするために使用することができ、電力生産ゾーンの最大能力の燃料必要量の少なくとも９０％を供給する大きさに作製することができる。オキシダントの流れの純度は、典型的には少なくとも酸素９０体積％であり、酸素少なくとも９５体積％、また別の実例では、少なくとも酸素９８体積％を含むことができる。メタノール生産ゾーンは前記のとおりであり、例えば固定床又は液体スラリー相のメタノール反応器を含むことができる。
【００６１】
例えば上記のように、本方法は更に、合成ガス流の全てを、その１基又はそれ以上の燃焼タービンからメタノール生産ゾーンに徐々に変換し、同時に、燃焼タービンを停止する前に、燃焼タービンをその最大能力の少なくとも５０％に保持するのに十分な流量で、メタノールを、その燃焼タービンにも共に供給することを含むことができる。そのピークの電力需要期間の間、少なくとも１つの合成ガスの流れの一部はまた、少量のメタノールの製造によりそのメタノール生産ゾーンを高温に保持するため、メタノール生産ゾーンに送ることもできる。全てのメタノール生成物は、次いで、ピークの電力需要期間の間、メタノール生産ゾーンから電力生産ゾーンに送ることができる。合成ガスは更に電力又は化学品の生産ゾーンの前に、存在する全硫黄含有化合物の少なくとも９５モル％が除去され、また別の例では硫黄含有化合物の少なくとも９９モル％が除去されるように精製することができる。本明細書に記載されているように、二酸化炭素も取り除くことができ、又はその濃度を低下させることができる。
【００６２】
本発明の一態様のよりよい理解は、図１に図示された工程フローダイヤグラムを特に参照することにより提供される。図１に記述された態様において、炭化水素原料の改質又は炭素質材料のガス化により誘導された合成ガスは、導管（１８）を介して実質的に一定速度で供給されるが、その合成ガスは、電力生産ゾーンの最大能力の燃料必要量の１００％を供給するのに十分である。合成ガス流は、この技術分野では公知の流れ制御方法により導管（２０）及び（２６）に分割されるが、２つの流れの流量比は、即座の電力急派の負荷要因に依存する。導管（２６）に導かれるガスの部分は、導管（１８）の流量の０〜１００％に変動する。最大の電力生産は、流れ（１８）の１００％が導管（４０）に導かれるときに生じる。最大のメタノール生産は、流れ（１８）の１００％が導管（４８）に導かれるときに生じる。
【００６３】
本方法のこの態様の更なる記述は、電力急派の負荷要因に依存するものである。ピークの電力需要の間は、流れ（１８）の１００％が導管（２６）を通して硫黄除去ゾーン（３４）、そして電力生産ゾーン（３６）に導かれる。硫黄除去ゾーン（３４）では、粗合成ガスの硫黄含有化合物、例えば硫化水素、硫化カルボニルが、その他の痕跡不純物、例えばアンモニア、塩化水素、シアン化水素、及び痕跡量の金属、例えば水銀、ヒ素等と共に除去される。ここで使用する特定の硫黄除去技術が求められるときには、硫黄除去装置の前に、粗合成ガスの温度を低下させるための１つ又はそれ以上のガス冷却工程が措かれる。合成ガスからの顕著な熱エネルギーは、この技術分野では公知の手段によって、一連の冷却におけるスチームの発生を介して回収することができる。このようにして発生したスチームは、最初の硫黄除去ゾーンから導管（２８）を介して運び出すことができる。
【００６４】
硫黄の種、例えば硫黄元素、硫酸などは、硫黄除去ゾーンを、導管（３０）を介して排出する。電力発電プラントからの酸性ガスの放出に対する環境規制は、典型的には、精製された合成ガスの硫黄含有量を体積で１００万部当たり１００部より低く制限している。硫黄元素は、この技術分野では公知の任意の方法、例えばＣｌａｕｓ反応により、硫黄除去ゾーン（３４）で製造することができる。或いは、硫黄は、この技術分野では周知の方法により酸化され、水と結合されて硫酸を製造することもできる。
【００６５】
精製された合成ガスは配管（３２）を介して硫黄除去ゾーンを出て行き、配管（４０）を介して全量が電力生産ゾーン（３６）に向けられ、そこで合成ガスは空気又はその他の酸素含有ガスで燃焼する。好ましい電力生産装置において、熱燃焼ガスは膨張して少なくとも１基のガスタービンを駆動させて、電力を生産し、導管（３８）を介して送り出される。まだ熱いタービン排出ガスは、好ましくは熱回収スチーム発生器に供給されてスチームを製造し、そのスチームはその工程のその他のゾーンで使用するため送り出され［導管（４１）を介して］、又は１基もしくはそれ以上のタービン発電機を駆動させて、更に電気を製造する。清浄な冷却されたガス流は導管（４２）を介して排出させ、大気中に放出してもよいが、幾らかの残留熱は、本発明方法のその他の装置では有利であると思われるように、回収して使用してもよい。ここに記載されているように、そのような配列は、本発明の原理に従って実質的に修正されてもよいことも、勿論考慮されたい。
【００６６】
ピーク外の電力需要期間の間、電力生産ゾーンの少なくとも１基の燃焼タービンは停止され、対応する合成ガス流は、この態様ではメタノールの製造により詳説されている化学品生産ゾーンに振り向けられる。合成ガス流（１８）は、導管（２０）を通って、水生ガス移行反応ゾーン（２２）、硫黄除去ゾーン（３４）、二酸化炭素除去ゾーン（５２）及びメタノール反応ゾーン（５４）を含む化学品生産ゾーンに導かれる。そのガスの一部は、導管（２１）を介して水生ガス移行反応ゾーン（２２）に導かれ、その残りは導管（２３）を通って迂回する。導管（２１）を介して導かれたガスの一部は、コバルト−モリブデン触媒上で、平衡により制限される水性ガス移行反応を受ける。その発熱の移行反応の熱により発生したスチームは、導管（２４）を介して水性ガス移行ゾーンから出て行く。
【００６７】
典型的には、最大のメタノール製造について、水性ガス移行ゾーン（２２）の周りを、配管（２３）を介して迂回する流れ（２０）の一部は、メタノール反応ゾーンへの新たなガスの流れ（４８）のモル組成比Ｒが１．８〜２．５の間となるように調節するが、より好ましくはそのＲの値は約１．９〜２．１である。モル組成比は次のように定義される。
【００６８】
Ｒ＝（Ｈ2のモル数−ＣＯ2のモル数）／（ＣＯのモル数＋ＣＯ2のモル数）
【００６９】
この移行ガスは、導管（２５）を介して上記の硫黄除去ゾーン（３４）に運ばれ、そこで粗合成ガスの硫黄含有化合物、例えば硫化水素、硫化カルボニルが、その他の痕跡不純物、例えばアンモニア、塩化水素、シアン化水素及び痕跡量の金属、例えば水銀、ヒ素等と共に除去される。ここで使用する特定の硫黄除去技術が求められるときには、硫黄除去装置の前に、粗合成ガスの温度を低下させるための１つ又はそれ以上のガス冷却工程が措かれる。合成ガスからの顕著な熱エネルギーは、この技術分野では公知の手段によって、一連の冷却におけるスチームの発生を介して回収することができる。このようにして発生したスチームは、最初の硫黄除去ゾーンから導管（２８）を介して運び出すことができる。
【００７０】
硫黄の種、例えば硫黄元素、硫酸などは、硫黄除去ゾーンを、導管（３０）を介して出て行く。メタノール触媒の正常な機能を確実にするために、典型的には、精製された合成ガスの硫黄含有量は、電力発電で求められるレベル（一般に１００体積ｐｐｍより低い）から、メタノール製造の間だけ運転され、その掃去法の能力を維持する硫黄掃去法により、体積で１００万部当たり１部より少ないところまで減少される。硫黄掃去の技術の具体例は、酸化亜鉛、酸化銅又は酸化鉄での吸着である。或いは、放出の立場から、望ましくは、その掃去法は電力生産及び化学品生産の間の両方で運転されるのがよい。
【００７１】
本質的に硫黄を含まない合成ガスは、導管（３２）を介して導管（４８）、二酸化炭素除去ゾーン（５２）に導かれて、供給ガス中の９０％より多い二酸化炭素がその二酸化炭素除去ゾーンで除去される。二酸化炭素は導管（５０）を介してゾーン（５２）を出て行き、きれいな合成ガスが導管（５６）を介してメタノール生産ゾーン（５４）に運ばれ、そこでその供給ガスが適当な触媒上でメタノールに転化される。適当な触媒の具体例は銅系の担持触媒である。
【００７２】
メタノール合成反応の高い発熱特性のため、メタノール反応ゾーンから導管（６２）を介して回収することにより、スチームを発生させることができる。メタノール合成反応は、発熱反応の熱の放出を制御するための、この技術分野では公知の任意の反応器の様式で達成することができる。適当な反応器の様式の具体例には、一段断熱固定床反応器；段間の冷却、スチームの発生又は冷気発射を有する多段断熱固定床反応器；スチーム発生又は冷却付きの管状固定床反応器；流動床又はスラリー床反応器である。メタノール合成反応は、蒸気相又は液相で達成されてもよい。メタノール生成物は導管（５８）を介してゾーン（５４）から出て行く。
【００７３】
典型的には、採用されている反応条件、即ち温度１５０〜２６０℃及び約２５〜９７ｂａｒａでは、合成ガス成分のメタノールを生成する反応は不完全であり、典型的には入力ガスの２０〜７０％である。従って、メタノール反応ゾーンは、凝縮、冷却及び圧縮装置を含む反応器に、未反応ガスを再循環するための手段を含むことが必要である。この様式では、メタノール反応ゾーン（５４）に導管（５６）を介して導入される、一酸化炭素及び水素の１００モル％までをメタノールに転化させることができる。
【００７４】
終端ガス（tail gas）は反応ゾーン（５４）から導管（６０）を介して取り出され、メタノール反応ゾーン（５４）内に不活性なガス（例えば窒素、アルゴン及びメタン）が蓄積するのを制御する。典型的には、この放出は導管（５６）の流れの５％より少ない。この終端ガスは燃焼タービンで、電力生産のための複合サイクルゾーン（３６）中でのＨＲＳＧのダクト燃焼のために、又は別のスチーム用もしくは発電用のパッケージボイラーの燃料として利用することができる。本発明の更なる態様では、ピークの電力需要期間の間、合成ガスの一部を電力生産ゾーンから化学品生産ゾーンに変換し、その反応器の温度を高温に保つことができる。この合成ガスから製造されたメタノールは、電力生産ゾーンに送ることができる。
【００７５】
本発明の別の態様において、化学品生産ゾーンではアンモニアが製造されるが、そこでは、化学品生産ゾーンに向けて導かれた全粗合成ガスは水性ガス移行ゾーンに委ねられ、水素及び二酸化炭素の製造を最大にする。一酸化炭素の水素及び二酸化炭素への典型的な転化率は９５％より大きい。二酸化炭素除去ゾーンは、前記の慣用の吸収又は吸着技術を含むことができ、次いで最後の精製工程が行われる。例えば圧力変振吸着に関しては、そこでは水素の酸化された含有物が２体積ｐｐｍより少ない量に減らされる。アンモニアは、化学品生産ゾーンで、Ｈａｂｅｒ−Ｂｏｓｃｈ法により、“Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”、第２巻第３版（１９７８年）、４９４〜５００頁の、ＬｅＢｌａｎｃｅらの“Ａｍｍｏｎｉａ”により例示されるような、この技術分野では公知の手段によって製造することができる。
【００７６】
本発明の別の態様において、フィッシャー・トロプシュ法生成物、例えば炭化水素及びアルコールは、米国特許第５，６２１，１５５号及び第６，６８２，７１１号の各明細書で例示されるようなフィッシャー・トロプシュ反応により、化学品生産ゾーンで製造することができる。典型的には、フィッシャー・トロプシュ反応は固定床、スラリー床又は流動床の反応器で実施することができる。フィッシャー・トロプシュ反応の条件には、１９０℃〜３４０℃の間の反応温度が含まれ得るが、実際の反応温度は反応器の形状により大きく決まる。例えば流動床反応器を使用するとき、反応温度は、好ましくは３００℃〜３４０℃の間であり；固定床反応器を使用するとき、反応温度は、好ましくは２００℃〜２５０℃の間であり；そしてスラリー床反応器を使用するとき、好ましくは１９０℃〜２７０℃の間である。
【００７７】
フィッシャー・トロプシュ反応器への導入合成ガスの圧力は１〜５０バールの間、好ましくは１５〜５０バールの間が用いられる。合成ガスは、Ｈ2：ＣＯのモル比、新規の供給で、１．５：１〜２．５：１、好ましくは１．８：１〜２．２：１を有することができる。合成ガスは、典型的には硫黄０．１ｗｐｐｍ又はそれ以下を含む。必要に応じて、ガスの再循環を反応段階に採用することができ、ガス再循環流量：新規合成ガス供給流量の比は、モル基準で、１：１〜３：１の間、好ましくは１．５：１〜２．５：１の間であることができる。ｍ3（ｋｇ触媒）-1ｈｒ-1での空塔速度１〜２０、好ましくは８〜１２が反応段階で使用できる。
【００７８】
原則としては、鉄系、コバルト系又は鉄／コバルト系のフィッシャー・トロプシュ触媒を、フィッシャー・トロプシュ反応段階で使用できるが、長鎖生長の確率（即ちα値０．８又はそれ以上、好ましくは０．９又はそれ以上、より好ましくは０．９２５又はそれ以上）を持って機能するフィッシャー・トロプシュ触媒が典型的である。反応条件は、好ましくは、メタン及びエタンの生成を最小にするように選択される。このことが、主としてワックス及び高分子量生成物、即ち主としてＣ20より大きい線状パラフィンを含む生成物の流れを提供することにつながる。
【００７９】
イオン系のフィッシャー・トロプシュ触媒は、沈積され又は融着された鉄及び／又は酸化鉄を含むことができる。しかしながら、適当な支持体に焼結され、固められ、含浸されている鉄及び／又は酸化鉄もまた使用することができる。鉄はフィッシャー・トロプシュ合成の前に金属の鉄に還元すべきである。鉄系触媒は種々のレベルの促進剤を含むことができ、その促進剤の役割は、最終的な触媒の活性、安定性及び選択性の１つ又はそれ以上を改質することであろう。典型的な促進剤は、還元された鉄の表面積に影響を及ぼすもの（「構造促進剤」）及び、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｃａ、Ｓｉ、ＡｌもしくはＣｕ又はそれらの組合せの酸化物又は金属を含むものである。
【００８０】
フィッシャー・トロプシュ反応からの生成物には、しばしば、ガス状反応生成物及び液体反応生成物が含まれる。例えばガス状反応性生物には、典型的には約３４３℃より低い温度で沸騰する炭化水素（例えば中間蒸留物を通った終端ガス）が含まれる。液体反応生成物（凝縮留分）には、約３４３℃より高い温度で沸騰する炭化水素（例えば重質パラフィンを通った減圧ガスオイル）及び鎖長を変えたアルコールが含まれる。
【００８１】
別の具体例では、化学品生産ゾーンは、前記のように、合成ガスを水生ガス移行反応ゾーンに通すことによって、水素を製造するために使用することができる。本発明の更に別の態様では、アルキル蟻酸エステル、例えば蟻酸メチルが化学品生産ゾーンで製造される。最近では、合成ガス及びアルキルアルコール原料から蟻酸メチルなどのアルキル蟻酸エステルを合成する幾つかの方法が知られている。米国特許第３，７１６，６１９号明細書に加えて、それらの方法は米国特許第３，８１６，５１３号明細書にも含まれ、そこではアルカリ触媒の存在下及び一酸化炭素がメタノールに転化されるのに十分な水素の存在下で、一酸化炭素及びメタノールが、液相又は気相のいずれかで反応して、高温高圧で蟻酸メチルを生成しており、また米国特許第４，２１６，３３９号明細書にも含まれ、そこでは一酸化炭素は、高温高圧で、メタノール及びアルカリ金属又はアルカリ土塁金属のいずれかのメトキシド触媒を含む液体反応混合物の流れと反応して、蟻酸メチルを生成する。しかしながら、本発明の最も広い態様においては、対応するアルキルアルコール及び、十分豊富に一酸化炭素を有する製造された合成ガスを含む原料から、アルキル蟻酸エステルを生成させる、効果的で商業的に実行可能ないずれの方法も本発明の範囲内である。的確な触媒又は選択された触媒類と共に、濃度、接触時間などは、当業者には公知であるように、広範に変えることができる。米国特許第４，２１６，３３９号明細書に開示された触媒を用いることが好ましいが、当業者には公知の広く多様なその他の触媒もまた使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、変動する電力及びメタノールの共生産のための一態様に関する模式的フローダイヤグラムである。
【図１】
2008519936.tif 000003
【国際調査報告】
2008519936.tif 000004
2008519936.tif 000005
2008519936.tif 000006