JPS63125596A - 合成ガスから炭化水素油を製造する方法 - Google Patents

合成ガスから炭化水素油を製造する方法

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JPS63125596A
JPS63125596A JP61271787A JP27178786A JPS63125596A JP S63125596 A JPS63125596 A JP S63125596A JP 61271787 A JP61271787 A JP 61271787A JP 27178786 A JP27178786 A JP 27178786A JP S63125596 A JPS63125596 A JP S63125596A
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JP
Japan
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dimethyl ether
gas
hydrocarbon oil
synthesis
catalyst
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JP61271787A
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English (en)
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Kazumi Suzuki
鈴木 一巳
Hikokusu Kajimoto
梶本 彦久寿
Masaaki Yanagi
正明 柳
Hiroshi Fujita
浩 藤田
Takashi Suzuki
隆史 鈴木
Koji Yamada
山田 弘二
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Research Association for Petroleum Alternatives Development
Original Assignee
Research Association for Petroleum Alternatives Development
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は天然ガス、重質油、石炭等から製造される合成
ガスから高オクタン価の炭化水素分製造する方法に関す
る。
〔従来の技術〕
合成ガスから炭化水素油の製造方法としては、P・、0
oJi、Ru等の触媒を用いるフィッシャー・トロブツ
シュ(F−T)法、IF−T触媒、メタノール合成触媒
と結晶性ゼオライト触媒との複合触媒を用いる方法、及
びメタノール、ジメチルエーテル等を経由して結晶性ゼ
オライト触媒を用いる2段階合成方法等がある。
第1段階で合成ガスからジメチルエーテルを合成し、第
2段階でジメチルエーテルから炭化水素油を合成する従
来の2段階合成方法のプロセス70−シートを第3図に
示す。図中1はジメチルエーテル合成反応器、2は炭化
水素油合成反応器である。合成ガス101はガス貯槽4
で水分を除去した後、ガス圧縮機11で加圧され、予熱
器9で加熱されてジメチルエーテル合成反応器1に供給
される。反応器1にはメタノール合成触媒と酸を脱水触
媒の混合触媒が充填されている。第1段階反応の生成物
103はジメチルエーテル、メタノール、二酸化炭素及
び未反応水素、一酸化炭素を含む、混合ガスであシ、こ
れとジメチルエーテル分離槽5で冷却分離すると未反応
ガス104とジメチルエーテル、メタノール混合物10
9とに分離できる。しかしながら、未反応ガス104の
中にはかなシのジメチルエーテルが凝縮されずに混在し
ている。
この未反応ガス104は循環圧縮機12によって昇圧さ
れ、循環ガス106として供給原料ガスに循環されるが
、最終製品の炭化水素油の歩留シを向上されるために1
上記未反応ガス104の一部パージガスを、上記ジメチ
ルエーテル分離槽5からの凝縮液と混合して第2段階の
炭化水素油合成反応の原料115としていた。
この原料115は炭化水素油合成反応器2に供給され、
炭化水素油が合成され、ガス状反応生成物116が取シ
出される。その後凝縮器10で冷却された後高圧分離器
15に入り、副生水117及び二酸化炭素、水素、一酸
化炭素など非凝縮ガス118が分離され、液状炭化水素
119は低圧分離器14において、主としてC,″″炭
化水素120が分離され、〇−炭化水素121は製品炭
化水素油として取シ出される。なお、炭化水素油合成反
応器2に触媒供給槽7及び触媒抜き出し槽8を設けて触
媒の更新を計る。
このプロセスでは未反応ガス104を炭化水素油合成反
応の原料115に混入している。未反応ガス中の水素、
一酸化炭素は炭化水素油含。
酸触媒に悪影響を与えることはないが、原料中に占める
水素及び一酸化炭素の割合に応じて炭化水素油合成反応
器2、凝縮器10及び分離器15.14の負荷を大きく
シ、加えるエネルギーも増やす必要がある。
上記未反応ガス104を炭化水素油合成用原料115と
して用いないとすると、未反応ガス中の相当量のジメチ
ルエーテルを失うこととなシ、かつ、ジメチルエーテル
合成反応器の負担を増加させることになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は従来の合成ガスから炭化水素油を合成する2段
階合成法の欠点を解消し、ジメチルエーテルの損失を最
IJ!限にとどめ、第2段階での製品炭化水素の合成、
分離回収を小型の装置で効率的に実施することを可能と
する炭化水素油の製造方法を提供しようとするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、一酸化炭素と水素を含有する合成ガスからジ
メチルエーテルを経由して炭化水素油を製造する方法に
おいて、上記合成ガスをメタノール合成触媒及び酸型脱
水触媒から成る触媒と150℃〜400℃の高温で接触
させてジメチルエーテルを合成し、上記触媒からの流出
物を気液分離して得たガス成分からジメチルエーテルを
回収し、これを、気液分離した液体成分である凝縮ジメ
チルエーテルと混合して、結晶性遷移金属クリケートゼ
オライト触媒と250℃〜500℃の高温で接触させて
炭化水素油を生成することを特徴とする炭化水素油の製
造方法である。
〔作用〕
第1図は本発明の合成ガスから炭化水素油を合成する段
階合成法の1つのプロセスフローシ−トを示す。第1図
において、1はジメチルエーテル合成反応器、2は炭化
水素油合成反応器、3はジメチルエーテル回収塔である
。天然ガス、石炭等を原料として製造された水素、一酸
化炭素を主成分とする合成ガス1012はガス貯槽4で
水分を除去した後、ガス圧縮機11で20〜100ゆ〜
Gに昇圧される。圧縮された合成ガスは予熱器9を経て
ジメチルエーテル合成反応器1に供給される。反応器1
は例えば多管式熱交換型の反応器で反応管内にメタノー
ル合成触媒と酸型脱水触媒の混合物から表る成型複合触
媒が充填されている。メタノール触媒としては0u−O
r系又は0u−Zn−Aj系が酸型脱水触媒としてはア
ルミナが用いられる。この複合触媒の下では、ジメチル
エーテル合成反応は、 co+ 211!;=aIIsom 20馬OH;=OH,OOH,+ %Oao+II!o
 −+ oo、+4 の反応を主反応とする逐次反応で進行するものと考えら
れ、総括的には下記反応式となる。
500+ 3E[、m OII、OCR,+OO。
反応温度は150〜400℃が好ましく、又平衡反応転
化率は低い温度の方が高い。
反応生成物105は供給合成ガスと予熱器9と熱交換し
て冷却しジメチルエーテル分離槽5に入る。ここでは、
主として生成ジメチルエーテル及び副生メタノール、水
の大部分は凝縮され、未反応水素、一酸化炭素及び二酸
化炭素さらには未凝縮分のジメチルエーテルを含む非凝
縮ガス104は循環圧縮機12によって昇圧され、循環
ガス106として、供給原料ガスに循環使用される。好
ましくは、冷却温度を40℃以下にするため冷却器を設
ける。これら循環系は、原料原単位向上のため合成ガス
転化率により、最適システムが決定される。次に循環ガ
スよシ一部抜き出されたパージガス107は未反応水素
、一酸化炭素、副生の二酸化炭素を含む他、炭化水素油
合成反応器2の原料であるジメチルエーテルを含むので
次のジメチルエーテル回収塔5に送られる。この回収塔
ではメタノールを主成分とする循環液114が塔頂よシ
供給され、パージガス107と接触し、主に、未反応水
素、一酸化炭素及び副生二酸化炭素を含むガス108を
塔頂より排出し、ジメチルエーテルは循環液114に同
伴され、塔底からメタノール及びジメチルエーテル混合
液110として、分離される。混合液110は減圧弁1
11で減圧されメタノール分離槽6に導びかれジメチル
エーテルを主成分とするガス112と、メタノールを主
成分とする循環液114とに分けられる。循環液115
は昇圧後、循環液114として、ジメチルエーテル回収
塔3に再循環使用される。この回収塔Sとして充てん塔
、吸収塔、蒸留塔さらに膜分離器などを使用することが
できる。
上記ジメチルエーテル分離槽5で分離したジメチルエー
テル、メタノール等の凝縮液109と共に炭化水素油合
成原料として炭化水素油合成反応器2に供給される。ジ
メチルエーテル等から炭化水素油を合成する反応器2に
は結晶性遷移金属シリケートゼオライト触媒が充填され
ている。この反応器は例えば熱除去及び触媒再生を狙っ
て、流動床型反応器が使用される。触媒供給槽7及び触
媒抜き出し槽8が設けられ、触媒の間けつ的又は連続的
な供給抜き出しを可能としたものである。ここに使用し
た結晶性遷移金属シリケートゼオライト触媒は、特開昭
58−192854号公報に記載のものでアシ、脱水さ
れた形態において、酸化物のモル比で表わし く1.0±a4 ) R@/ O” (&Xa&!OB
 ” bCelol ’ CM!0H) ’ 7 B 
10Hの化学組成を有するものである。
ジメチルエーテルを主成分とする炭化水素油合成反応器
2への供給ガス115は反応温度250℃〜500℃:
 反応圧力100 kg/m”G以下の条件で芳香族炭
化水素の含有率の高いオクタン価の炭化水素油に転換さ
れる。第2段階反応生成物116は、ガス状で取シ出さ
れ、凝縮器10で冷却された後高圧分離器1sIlc入
る。
高圧分離器15から、副生水117及び二酸化炭素、未
反応ガスなどの非凝縮ガス11Bが分離され、液状炭化
水素119は低圧分離器14において、主として04−
炭化水素120が分離され、0s+炭化水素121は製
品炭化水素油として取υ出される。
このように、パージガス107から未反応ガスである水
素、一酸化炭素と二酸化炭素を分離して濃縮されたジメ
チルエーテルガスを炭化水素油合成用原料115に用い
ることができるところから、第2段階の合成反応、分離
回収操作を効率的に実施することができ、設備費及びラ
ンニングコストを大巾に低減することができる。
第2図は本発明の合成ガスから炭化水素油を合成する2
段階合成法のもう1つのプロセスフローシートを示す。
第1図との相違点はジメチルエーテルの回収系をジメチ
ルエーテル回収塔とジメチルエーテル分離塔の2塔を用
いるところにある。ジメチルエーテルを含むパージガス
107は、まずジメチルエーテル回収塔3に送られ、メ
タノールを主成分とする循環液125と接触して、ジメ
チルエーテルを循環液に吸収させる一方、非吸収ガスで
ある水素、一酸化炭素、二酸化炭素を塔頂よシ排出する
。ジメチルエーテル含有循環液110はジメチルエーテ
ル分離塔15に送られ蒸留分離されて、ジメチルエーテ
ルは塔頂よシ回収し、メタノールは塔底よシ売出され循
環液125として再利用される。
塔頂よシ回収されたジメチルエーテルガス124は凝縮
器16で凝縮され、凝縮液112f:炭化水素油合成用
原料115に加え、また、凝縮液の一部はジメチルエー
テル分離塔15へ還流される。
この装置では第1図の装置に比べて、ジメチルエーテル
分離塔を付設して蒸留によシジメテルエーテルを分離す
るところから、よシ濃縮された凝縮ジメチルエーテルを
回収することができ、第1段階のジメチルエーテル分離
槽5からの凝縮液と混合して炭化水素油合成反応器2内
で安定した固液反応を可能とした。
〔実施例〕
第一図の装置を用いて合成ガスから炭化水素油合成反応
の実験を行った。
水素と一酸化炭素のモル比toの合成ガスは60 Ng
”/hrとした。第1段階の合成ガスからジメチルエー
テル合成反応の触媒として0u−Zn−Or酸化物から
なるメタノール合成触媒とr−アルミナ触媒の混合成型
触媒601を充填した固定床型反応装置(シェルアルド
チューブタイプ)を用い反応温度500℃、反応圧力A
Okg151’G:ガス空間速度GHEtV 1. O
OOhr″″1(反応管入口ガス量基準)の反応条件の
もと、ジメチルエーテル合成反応を行った。この結果、
ジメチルエーテルを含む液状物% a 5 kg/ h
rと、ジメチルエーテル28 vo1%を含むガス状物
質460 mob/hrが得られた。
次に第1段階と第2段階の中間工程で回収されたジメチ
ルエーテルを含むガス150 mo1/hrと上記液状
物質を混合したガス520 mol/hrを原料として
、第2段階の反応が行われた。この触媒として結晶性遷
移金属シリケートゼオライト触媒(CLm lie、0
−La、O,−80Sin、) 601を収容した流動
床型反応装置を用い、反応温度400’C。
反応圧力5に9/cm雪Gガス空間速度GH8v67h
r−”(ジメチルエーテル供給量基準)の反応条件のも
と、炭化水素油合成反応を行った。
この結果、C1留分9.2 vo1% 、 C,留分五
t vol(i tC1留分110701% v C4
留分1 a O701チ、os十以上のガソリン留分5
9.5 vo1%を含む炭化水素油がt2aバーレル/
日得られた。また副生成物として、未反応の水素、一酸
化炭素ガス及びLPGが得られた。これらガソリン留分
の生産量は、第5回の装置を用いる場合と比較すると5
0−以上の増収となった。
〔発明の効果〕
本発明は上記構成を採用することによシ、特に第1段階
反応(合成ガスからジメチルエーテル)と第2段階反応
(ジメチルエーテルから炭化水素油)の中間に、ジメチ
ルエーテル回収工程を設けることによシジメテルエーテ
ルのロスを低減させ、歩留りを向上させかつ、第2段階
反応系以降炭化水素油分離工程迄の設備費及びランニン
グコストの大巾低減を可能とした。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の実施例として合成ガスから
の炭化水素油を製造するフローシートを第5図は従来の
炭化水素油合成の70−シートを示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一酸化炭素と水素を含有する合成ガスからジメチ
    ルエーテルを経由して炭化水素油を製造する方法におい
    て、上記合成ガスをメタノール合成触媒及び酸型脱水触
    媒から成る触媒と150℃〜400℃の高温で接触させ
    てジメチルエーテルを合成し、上記触媒からの流出物を
    気液分離して得たガス成分からジメチルエーテルを回収
    し、これを、上記気液分離工程からの液体成分である凝
    縮ジメチルエーテルと混合して、結晶性遷移金属シリケ
    ートゼオライト触媒と250℃〜500℃の高温で接触
    させて炭化水素油を生成することを特徴とする炭化水素
    油の製造方法。
  2. (2)ジメチルエーテル合成工程からの流出物を気液分
    離して得たガス成分を、副生メタノールを主成分とする
    循環液と接触させることにより未反応ガスである水素及
    び一酸化炭素と二酸化炭素を除者ジメチルエーテルを回
    収することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の炭
    化水素油の製造方法。
  3. (3)ジメチルエーテル合成工程からの流出物を気液分
    離して得たガス成分を、副生メタノールを主成分とする
    循環液と接触させることにより未反応ガスである水素及
    び一酸化炭素と二酸化炭素を除き、ジメチルエーテルは
    循環液に吸収させ、該循環液を蒸留してジメチルエーテ
    ルを回収するとともに、分離されたメタノールを上記吸
    収工程に再び循環することを特徴とする特許請求の範囲
    第2項記載の炭化水素油の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106381165A (zh) * 2016-10-31 2017-02-08 新奥生态环境治理有限公司 一种可燃有机物的加氢提质方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106381165A (zh) * 2016-10-31 2017-02-08 新奥生态环境治理有限公司 一种可燃有机物的加氢提质方法

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