(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シフト反応器と第２シフト反応器とを備え、前記第１シフト反応器はガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの第１部分を受け入れて第１シフト反応器流出物を形成し、合成ガスは一酸化炭素及び水素を含んでおり、および
前記第２シフト反応器は、前記第１シフト反応器流出物と前記合成ガスの第２部分とが一緒になったものを受け入れて第２シフト反応器流出物を形成する、
プラント。
【請求項２】
前記第１部分がガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの２５体積％〜７０体積％の体積を有する請求項１に記載のプラント。
【請求項３】
前記第１部分がガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの３５体積％〜４５体積％の体積を有する請求項２に記載のプラント。
【請求項４】
前記第１シフト反応器に連結された加湿装置をさらに備え、前記合成ガスが、前記第１シフト反応器に入る前に前記加湿装置において加湿され、前記合成ガスの前記第２部分が、第１シフト反応器と第２シフト反応器間の位置において前記第１シフト反応器流出物と一緒にされ、これにより前記加湿装置の水の消費を減らす、請求項１に記載のプラント。
【請求項５】
前記第２部分が、前記ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの前記合成ガスの５０体積％から７５体積％の間の体積を有する請求項１に記載のプラント。
【請求項６】
ガス化ユニット又は部分酸化ユニットと第２シフト反応器流出物の間に、第２シフト反応器の下流位置において前記合成ガスの第３部分と前記第２シフト反応器流出物を一緒にするバイパスをさらに備える請求項１に記載のプラント。
【請求項７】
前記合成ガスが、一酸化炭素および水素を少なくとも２：１のモル比で含む請求項１に記載のプラント。
【請求項８】
前記第２シフト反応器に連結された、前記第２シフト反応器流出物から二酸化炭素を除去する酸性ガス除去ユニットをさらに備える請求項１に記載のプラント。
【請求項９】
第１シフト反応器と第２シフト反応器を提供すること；
ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスを第１部分と第２部分に分け、前記第１部分を前記第１シフト反応器に供給して第１シフト反応器流出物を形成すること；
第１シフト反応器と第２シフト反応器間の位置において前記第１シフト反応器流出物を前記第２部分と一緒にして混合供給ガスを形成し、前記混合供給ガスを前記第２シフト反応器において反応させて第２シフト反応器流出物を生成すること；
を含み、前記合成ガスが一酸化炭素及び水素を含んでおり、および
前記第２部分が前記第１シフト反応器流出物と一緒にされ、これにより前記第１および第２シフト反応器における水蒸気の消費を減らす、
プラントの操作方法。
【請求項１０】
前記第１部分がガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの２５体積％〜７０体積％の体積を有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１部分がガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの３５体積％〜４５体積％の体積を有する請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２部分が、前記ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの前記合成ガスの５０体積％から７５体積％の間の体積を有する請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
ガス化ユニット又は部分酸化ユニットと第２シフト反応器流出物の間に、第２シフト反応器の下流位置において前記合成ガスの第３部分を前記第２シフト反応器流出物と一緒にするバイパスを提供することをさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記合成ガスが、一酸化炭素および水素を少なくとも２：１のモル比で含む請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
酸性ガス除去ユニットを前記第２シフト反応器に連結すること、および、前記酸性ガス除去ユニットにおいて前記第２シフト反応器流出物から二酸化炭素を除去すること；をさらに含む請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許仮出願第６０／４３９９１２号（０１／１３／０３の出願）の優先権を主張する。
【０００２】
本発明の分野は水素の製造であり、特に、合成ガスからの水素製造が、水素と一酸化炭素の比を予め決められた計画値に保ちながら水蒸気の消費を減少させることに関連する。
【背景技術】
【０００３】
天然ガス、合成ガス、またはナフサの水蒸気改質、重質直留ガソリンまたは重油（例えば燃料油）の接触改質、ならびに、重油または天然ガスの部分酸化を含めて、様々な原料から水素を製造する多くの方法が、当技術分野において知られている。炭化水素原料の水蒸気改質は、比較的簡単な構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）と比較的強壮な操作により、特に利点がある。しかし、改質プロセスのための水蒸気の発生には、比較的大量のエネルギーが必要である場合が多い。
【０００４】
水蒸気を製造するために要求されるエネルギーを減らすために、Ｓｃｈｌｉｎｇｅｒ他の米国特許第３５４５９２６号、あるいは、Ｆｏｎｇの米国特許第５１５２９７５号において記載されているように、改質器からの高温ガスを水と直接接触させて冷却することにより、プロセス内部で水蒸気が供給され得る。このような構成により、水蒸気製造のためのエネルギー消費を大幅に低下させることができる。しかし、特定の操業条件に応じて、冷却されたガスを、シフト転化器に入る前に加熱を要することがあり、これは、エネルギー節減を少なくともある程度、縮小する。
【０００５】
あるいは、Ｂａｎｑｕｙの米国特許第４７８２０９６号および米国特許第４９９９１３３号において記載されているように、改質プロセスを２つのセクションに分けることができ、第１セクションにおいては水蒸気を用いて、第２セクションにおいては酸素を用いて、供給ガスが改質される。このような構成では、一般に、従来の水蒸気改質プロセスに比べて、必要とされる水蒸気は全体としてより少ないが、それでもいくつかの不都合が残る。とりわけ、第２セクションの操作は、一般に、酸素リッチなガス（典型的には、８０体積％、あるいはそれ以上でさえある酸素を含む）を必要とし、そのガスを、空気の分離で、または他の酸素富化装置で発生させなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、水蒸気に基づく水素含有ガスの製造について様々な構成と方法が当技術分野において知られているが、それらの全て、あるいは、ほとんど全てに、１つまたは複数の不都合がある。こうして、様々な水素製造プラント、特に、水蒸気シフト／改質、部分酸化、またはガス化プラントにおける水蒸気消費に伴うエネルギーコストを低減させる、改良された構成と方法を提供することが依然として求められている。
【０００７】
本発明は、一方の部分は第１シフト反応器に供給され、他方の部分は、第２シフト反応器に入る前に第１シフト反応器流出物と一緒にされるように、供給ガスを分けることにより、水蒸気または加湿に対する要求が顕著に低減される、供給ガスからのＨ２製造の構成および方法を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主題の一態様において、プラントは第１シフト反応器および第２シフト反応器を含み、前記第１シフト反応器は、ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの第１部分を受け入れて第１シフト反応器流出物を形成し、前記第２シフト反応器は、前記第１シフト反応器流出物と合成ガスの第２部分とが一緒になったものを受け入れて、第２シフト反応器流出物を形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
特に本発明において意図されるプラントにおいて、合成ガスの第２部分は、水蒸気の要求量を、少なくとも１０％、より典型的には少なくとも３５％、より一層典型的には少なくとも４５％減らす効果のある量で、第１シフト反応器流出物と一緒にされる。別法として、合成ガスの加湿により合成ガスに水が供給される場合、合成ガスの第２部分は、加湿装置の水および／またはエネルギーの消費を、少なくとも１０％、より典型的には少なくとも２０％、より一層典型的には少なくとも３５％減らす効果のある量で、第１シフト反応器流出物と一緒にされることが好ましい。したがって、合成ガスの特に好ましい第２部分は、合成ガス全体の５０体積％から７５体積％の間である。
【００１０】
また、好ましい合成ガスは少なくとも２：１のモル比で一酸化炭素と水素を含んでおり、また、合成ガスのさらに別の部分が、第２シフト反応器流出物と一緒にされるために、第１および第２シフト反応器を迂回していてもよいと想定されている。さらに、適切なプラントは、第２シフト反応器に連結された酸性ガスユニットを、第２シフト反応器流出物から二酸化炭素を除去するために含んでいてもよい。
【００１１】
したがって、プラントの特に好ましい操作方法は、第１シフト反応器と第２シフト反応器が提供される１つのステップを含む。別のステップにおいて、ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの流れが第１部分と第２部分に分けられ、第１部分は第１シフト反応器に供給されて第１シフト反応器流出物を形成する。さらなるステップにおいて、第１シフト反応器流出物は第２部分と一緒にされて混合供給ガスとなり、さらに別のステップにおいて、混合供給ガスは第２シフト反応器において反応して第２シフト反応器流出物を形成する。このような方法において、第２部分が第１シフト反応器流出物と、第１および第２シフト反応器における水蒸気の消費を減らす効果があるような量において、一緒にされることが特に好ましい。成分、条件、およびさらなる構成に関しては、上に記載された考慮すべき要件が適用される。
【００１２】
本発明の様々な目的、特徴、態様および利点は、図と合わせて、本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な説明により、より明らかになるであろう。
【００１３】
（詳細な説明）
合成ガスからの、特に、一酸化炭素と水素の比が大きい合成ガスからの水素製造についての最も広く知られている構成において、通常、水蒸気は、シフト反応（ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２）の化学量論により必要とされる量よりはるかに過剰な量で必要とされる。今や、本発明者等は、合成ガスからの水素製造において使用される過剰の水蒸気は、シフト反応は非常に発熱的であるので（ΔＨは約−４０．６ＫＪ／ｍｏｌである）、主に、触媒反応器全体の温度上昇を制限する役目を果しているということを予想外にも発見した。
【００１４】
したがって、熱の発生を減らすために、ＣＯからＣＯ２への酸化が、少なくとも１つの追加のシフト反応器に分散しているプロセス構成を、本発明者等は意図する。本発明の主題の好ましい一態様において、全供給ガスの第１フラクションが第１シフト反応器を迂回して発生する熱を減らし、こうして、必要とされる水蒸気の量を減らすプラントを、本発明者等は意図する。全供給ガスの第２フラクションは、処理された第１フラクションと一緒にされ、次に、第２シフト反応器に供給されて全供給ガスの転化が完了する。
【００１５】
本発明において意図される１つの例示的な構成が図１に描かれている。プラント１００は、第１シフト反応器１１０および第２シフト反応器１２０を有するシフト転化ユニットを含んでいる。合成ガスの流れ１０１（あるいは、バイパスが用いられる場合には合成ガスの流れ１０２；下を参照）は、第１部分１０２’および第２部分１０２”に分けられ、第１部分（ここでは、全供給ガスの流れ１０１または１０２の約４０体積％）は、水蒸気１３０と一緒にされて流れ１０３となる。第２供給部分１０２”（ここでは、全供給ガスの流れ１０１または１０２の約６０体積％）は、第１シフト反応器１１０を迂回する。
【００１６】
流れ１０３は、第１シフト反応器１１０に入る前に、供給物予熱器１４０により予熱され得る。次に、第１シフト反応気流出物１１２は、流出物冷却器１５０により冷却され、冷却後の流出物１１２は第２部分１０２”と一緒にされて混合供給流１１２’となり、次に、この流れは第２シフト反応器１２０に供給される。第２シフト反応器１２０からの流出物１２２は、バイパス流１０１’（全体としての転化を制御するために合成ガスの流れ１０１から取り出すことができる）と一緒にされて水素リッチな生成物の流れ１２２’となり得る。
【００１７】
比較のために、従来技術の図２は、典型的な水蒸気シフト反応の構成２００を示している。第１シフト反応器２１０および第２シフト反応器２２０が、前の場合と同じ量のＣＯをＨ２にシフトして（すなわち、流れ２２２’におけるものと同じＨ２とＣＯの比）、合成ガスの流れ２０１を水素リッチな生成物の流れ２２２’に転化する。より詳細には、合成ガスの流れ２０１が、供給物の流れ２０２（典型的には、合成ガスの流れ２０１の約８３体積％）とバイパスの流れ２０１’（典型的には、合成ガスの流れ２０１の約１７体積％）に分けられる。合成ガスの流れ２０２は、水蒸気２３０と一緒にされて流れ２０３となり、この流れは、第１シフト反応器２１０に入る前に、供給物予熱器２４０により予熱される。次に、第１シフト反応器２１０からの流出物２１２は、流出物冷却器２５０により冷却され、第２シフト反応器２２０に供給される。第２シフト反応器からの流出物２２２は、（転化を制御するための）バイパスの流れ２１０’と一緒にされて水素リッチな生成物の流れ２２２’となる。
【００１８】
図１および２によるプラントにおける様々な流れの例示的な計算による組成、流量、および温度が、図３および４の表にそれぞれ記載されている。表において、一番上の下線付き数字の欄は、ひし形内の対応する数字で表された、図１および２における流れを表す。
【００１９】
このように、第１シフト反応器および第２シフト反応器を備え、第１反応器は、ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの第１部分を受け入れて、第１シフト反応器流出物を形成し、第２シフト反応器は、第１シフト反応器流出物と合成ガスの第２部分が一緒になったものを受け入れて第２シフト反応器流出物を形成するプラントを、本発明者等は意図していることが認められるべきである。
【００２０】
適切な供給ガスに関して、様々なガスは、このようなガスがかなりの割合（典型的には少なくとも５〜１０ｍｏｌ％、より典型的には少なくとも２０ｍｏｌ％、最も典型的には少なくとも４０ｍｏｌ％）のＣＯを含んでいる限り、適切であろうと想定されている。したがって、供給ガスの化学組成は、かなり変動してもよく、詳細な組成は、主に、供給ガスの特定の由来に依存するであろう。しかし、供給ガスが、ガス化プラントまたは部分酸化ユニットからの合成ガスであることが特に好ましい。このように、特に好ましい供給ガスでは、通常、一酸化炭素と水素の比は２．０を超え、より典型的には２．２を超え、最も典型的には２．４を超える（例えば、典型的な合成ガスは、５０ｍｏｌ％の一酸化炭素、２０ｍｏｌ％の水素を含み、残りの部分には窒素、二酸化炭素、硫黄化合物、および不活性ガスが含まれる。）。
【００２１】
さらに、供給ガスの圧力は、かなり変わり得ると想定されており、適切な圧力には、通常、５０と１５００ｐｓｉの間の広い範囲が含まれると理解されるべきである。かくして、供給ガスの圧力が比較的低い場合には、適切であれば、供給ガスブースタまたはコンプレッサを用いてもよい。あるいは、また特に、供給ガスの圧力が比較的高い場合には、タービンエクスパンダまたは圧力低下装置を用いて、シフト反応にとって望ましい圧力に下げることができる。
【００２２】
供給ガス流の分割に関して、通常、第１部分および第２部分はかなり変動し得ると想定されており、適切な第１部分は、通常、第１および第２部分への分割前の供給ガス流の５％と１００％の間であると想定されている。供給ガスがガス化反応器または部分酸化ユニットからの合成ガスである（あるいは、それを含む）場合、供給ガスの第１部分は、供給ガスの約２５体積％と約７０体積％の間、より好ましくは、３５体積％と約４５体積％の間であることが特に好ましい。したがって、適切な第２部分は、第１および第２部部への分割前の供給ガス流の０％と９５％の範囲にあるであろう。しかし、好ましい第２部分は、通常、ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガスの５０体積％から７５体積％の間の範囲であろう。
【００２３】
さらに、また特に、処理された供給ガスの最終的な組成を制御することが望ましい場合、本発明において意図されるプラントは、供給ガスの一部を第２シフト反応器からの流出ガスと一緒にするバイパスをさらに含み得る。さらに、第１および第２シフト反応器を迂回する供給ガスの特定の量は、かなり変動しうると想定されており、一般に想定される量は、０体積％と約２５体積％の間、より典型的には、約０体積％と約１５体積％の間である。
【００２４】
図１および２による構成を用いる計算に基づいて、本発明者等は、合成ガスの一部が第１シフト反応器を迂回することにより、水蒸気の消費を５０から６０パーセント減らすことができること（図３および４を参照）を確認した。しかし、このような構成においては、具体的な節減は、少なくともある程度は、供給ガスの一酸化炭素／水素の比に応じて決まるであろうということが理解されるべきである。このように、本発明において意図される構成により、水蒸気の要求量を、少なくとも１０％、より典型的には少なくとも３５％、また、一層多くをさえ（第１シフト反応器のバイパス無しの構成で、表に例示されるように同じ操業パラメータで比較して）減らすことができる。この場合、こうして節約された水蒸気は他のプロセス、特に発電に使用し得る。例えば、４００ＭＷの総等価電力容量のある工業的規模の発電所において、節約された水蒸気により生成し得る計算上の電力は５０ＭＷを超える。
【００２５】
別法として、あるいは追加として、合成ガスを加湿装置において加湿してもよい。このような構成においては、加湿された供給ガスを、すでに記載されたように分けることにより、加湿装置により用いられる水の量をかなり減らすことができると一般に想定される。このように、合成ガスが第１シフト反応器に入る前に加湿装置により加湿され、加湿装置の水の消費を、少なくとも１０％、より典型的には少なくとも２０％、一層典型的には少なくとも３０％減らす（第１シフト反応のバイパス無しの構成で、表に例示されるように同じ操業条件で比較して）効果のある量で合成ガスの第２部分が第１シフト反応器流出物と一緒にされるプラントもまた、本発明において意図されるプラントに含まれる。水蒸気が合成ガスの加湿により導入される構成において、本発明で意図される構成は、加湿装置により必要とされる熱量を減らすだけでなく、加湿操作に関連する装置の大きさも縮小させるであろうということが特に注目されるべきである。
【００２６】
水蒸気の使用または加湿の度合いを低減することに加えて、本発明において意図される構成は、（複数の）シフトユニットの下流でシフトガスが二酸化炭素除去のために冷却された時に生成する凝縮物の量もまた減少させ、このことにより処理すべき凝縮物の量が有利にも減少するであろうということが理解されるべきである。さらに、従来の構成（図２参照）における第２シフト反応器の入口温度は、少なくともいくつかの場合に、供給ガスの露点により決められる。対照的に、本発明において意図される構成における第２シフト反応器への供給ガスの露点は（従来の構成に比べて）より低いので、供給ガスの露点によって制約を受けることなく、第２反応器をその最適の操業温度のより近くで操業することができる。
【００２７】
類似の利点は、約４４％の供給ガスが第１反応器を迂回し、第２反応器を迂回するさらなるバイパスは無い、図５による構成についての計算でも認められた。図５に描かれたものと同じ構成で、第１反応器を迂回するバイパス無しで操業して、図６（操作条件）と図７Ａ〜７Ｄ（物質収支）の表に示されている計算のための比較例として役立てた。「約」という用語は、本明細書において数字と結び付けて使用される場合、その数字の値の±１０％の範囲の値（境界も含めて）を表す。
【００２８】
図５の構成は、精製所に余剰水蒸気（ｅｘｐｏｒｔ  ｓｔｅａｍ）を供給するＣｏＰガス化炉とボイラをもつＩＧＣＣプラントに特に適している。しかし、別の実施形態において、テールガスを圧縮し、ＩＧＣＣのガスタービンに供給するか、あるいは、少なくとも部分的に、ＣＯ２抽出後にリサイクルしてＨ２生産を増やしてもよいことが理解されるべきである。計算データは、ＰＳＡ供給ガスに含まれるＨ２のモル比を一定にして、２つの場合において進められ、下に要約されている。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
上の表に見られるように、必要な水蒸気および触媒もシフトユニットの下流で生成する凝縮物も、かなり減少している。さらに、想定されているシフトユニットの熱交換器の大きさもまた、かなり小さくなる。他方、改良されたシフト配置構成の場合において、ＰＳＡユニットにおいて処理すべきガスの量は僅かに多く、そのＨ２濃度は低いので、ＰＳＡユニットの大きさは、より大きいであろう。
【００３１】
さらに、このような構成におけるＰＳＡユニットにおいて生成するより多くの（エネルギー含有量）テールガスが、ＩＧＣＣプラントのボイラにおいて燃焼されるはずの（未シフトの）合成ガスの等価な量に取って代わることが注意されるべきである。電力とＨ２を生成する他の応用、特に、低圧燃料ガスが必要とされない場合において、ＰＳＡテールガスを圧縮し、合成ガスと一緒にした後、ガスタービンに供給するか、あるいは、その一部を処理してＣＯ２を除去し、シフトユニットにリサイクルして、さらなるＨ２を製造してもよい。
【００３２】
シフト反応器に関して、知られている全てのタイプおよび大きさのものが本発明の主題による構成に関連して使用され、また、１種または複数の適切な触媒をさらに含み得ることが理解されるべきである。例えば、シフト反応が比較的高温（例えば、約５９０〜７２０°Ｋ）で実施される場合、触媒は、鉄酸化物系であり得る。他方、シフト反応が比較的低温（例えば、約４７０〜５２０°Ｋ）で実施される場合、Ｃｕ−、Ｚｎ−、および／または、Ａｌ−系の触媒を用いることができる。同じ様に、知られている全ての供給物加熱器および流出物冷却器は、本明細書において与えられる教示に関連して使用するのに適することが理解されるべきである。
【００３３】
さらに、本発明の主題による構成および方法は、一酸化炭素の深度（ｄｅｅｐ）転化が求められない（例えば、流れ１２２’に残っている一酸化炭素が、５〜１５ｍｏｌ％、より典型的には、５〜１０ｍｏｌ％）プラントに特に適していることがやはり理解されるべきである。例えば、適切なプラントには、ガスタービンまたは燃料電池および／または（例えば、炉またはボイラを用いる）燃焼装置に供給され得る燃料ガスを副生するものが含まれ、このようなプラントでの高純度の水素は、シフト後のガスを精製する膜および／または圧力スイング吸着ユニットにより得られる。
【００３４】
あるいは、本発明において意図される方法および構成を、天然ガスから現在は生成されている水素を消費する様々な石油化学プラントにおける旧型装置の改良（ｒｅｔｒｏｆｉｔ）としても用いることができる。このような水素製造を代替燃料（例えば、精製所残渣または石炭）のガス化による水素製造に置き換えることは、環境ならびに経済的側面の観点から特に利点がある。とりわけ、石炭または他の安価な燃料から生成され、一体化したサイクルのガスタービンで燃焼される合成ガスから、水素が製造され、同時に、二酸化炭素は酸性ガス除去ユニットを用いてシフト後のガスから分離され隔離される、本発明において意図される構成を用いて、二酸化炭素放出に対するペナルティが低減され得る。
【００３５】
さらに別の例において、原油の品質は低品質重質残渣（例えば、重油またはコークス）産出物における共存物の増加と共に低下するので、本発明において意図される構成および方法は原油精製所にとって益々魅力的になり得る。このような重質残渣は、本明細書に記載される構成と方法により生成する水素を用いて、プラント内で消費され得る（例えば、水素化および／または水素化分解により）。さらなる例において、本発明において意図される構成および方法は、供給ガス中の一酸化炭素と水素の比の調節を必要とする合成プラント（例えば、メタノール、ジメチルエーテル、フィッシャー−トロプシュ液体などを製造するプラント）において用い得る。
【００３６】
以上のように、１つのステップにおいて第１シフト反応器と第２シフト反応器が供用されるプラントを操業する方法を、本発明者等は意図している。別のステップにおいて、ガス化ユニットまたは部分酸化ユニットからの合成ガス供給物が第１部分と第２部分に分けられ、第１部分が第１シフト反応器に供給されて第１シフト反応器流出物を形成する。さらに別のステップにおいて、第１シフト反応器流出物は第２部分と一緒にされて混合供給ガスとなり、混合供給ガスは第２シフト反応器において反応して第２シフト反応器流出物を形成するが、但し、第２部分は第１および第２シフト反応器における（別個の水蒸気の流れによる、あるいは、加湿による）水蒸気の消費を減らす効果のある量で第１シフト反応器流出物と一緒にされる。さらに、本発明において意図される構成と方法は、２反応器システムに限定されない。例えば、３つ以上の一連の反応器を、１つの反応器を迂回するガスをその反応器の下流の反応器に供給して、利用してもよい。
【００３７】
このように、シフト反応の改良された構成および方法に関する具体的な実施形態と応用が開示された。しかし、すでに記載されたもの以外のさらに多くの変更が、本明細書における本発明の基本的な考え方から逸脱することなく可能であることは、当業者には明らかである。したがって、本発明の主題は、請求範囲の精神における以外は制限されない。さらに、本明細書および請求範囲を解釈する上で、全ての用語は、趣旨に沿って可能な最も広い仕方において解釈されるべきである。特に、「含む（備える）」および「含んでいる（備えている）」という用語は、要素、成分またはステップを非限定的な仕方において参照しており、参照された要素、成分およびステップは、明示的には参照されていない他の要素、成分、またはステップと共に存在する、あるいは利用される、あるいは一緒にされ得るということを示していると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の主題による、合成ガスからの水素製造のための例示的構成の概略図である。
【図２】合成ガスからの水素製造のための、知られている従来技術の構成の概略図である。
【図３】図１の構成の様々な流れの組成、流量、および温度を示す表である。
【図４】図２の構成の様々な流れの組成、流量、および温度を示す表である。
【図５】本発明の主題による、合成ガスからの水素製造のための別の例示的構成の概略図である。
【図６】図５の構成の例示的操業条件を示す表である。
【図７Ａ】図６のケース１の第１段階についての物質収支を示す表である。
【図７Ｂ】図６のケース１の第２段階についての物質収支を示す表である。
【図７Ｃ】図６のケース２の第１段階についての物質収支を示す表である。
【図７Ｄ】図６のケース２の第２段階についての物質収支を示す表である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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