JPH0136449B2 - - Google Patents
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- JPH0136449B2 JPH0136449B2 JP56117007A JP11700781A JPH0136449B2 JP H0136449 B2 JPH0136449 B2 JP H0136449B2 JP 56117007 A JP56117007 A JP 56117007A JP 11700781 A JP11700781 A JP 11700781A JP H0136449 B2 JPH0136449 B2 JP H0136449B2
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭素の酸化物及び水素に富む混合ガ
スを銅含有触媒で20〜100バールの圧力下でかつ
200〜300℃の温度で反応させることにより管形反
応器でメタノールを製造する方法であつて、前記
触媒が管に充填され、前記管が上部管板にその上
端を固定されかつ下部管板にその下端を固定さ
れ、前記管がこの管の周囲にある圧力水により前
記上部管板と前記下部管板との間の冷却域で冷却
され、得られた蒸気が循環水と共に取り出され、
この蒸気が前記循環水と分離され、この分離され
た循環水が200〜300℃の温度で前記冷却域に循環
され、蒸発水分を補給するために供給水が前記冷
却域に供給されるようにしたメタノールの製造方
法に関するものである。
スを銅含有触媒で20〜100バールの圧力下でかつ
200〜300℃の温度で反応させることにより管形反
応器でメタノールを製造する方法であつて、前記
触媒が管に充填され、前記管が上部管板にその上
端を固定されかつ下部管板にその下端を固定さ
れ、前記管がこの管の周囲にある圧力水により前
記上部管板と前記下部管板との間の冷却域で冷却
され、得られた蒸気が循環水と共に取り出され、
この蒸気が前記循環水と分離され、この分離され
た循環水が200〜300℃の温度で前記冷却域に循環
され、蒸発水分を補給するために供給水が前記冷
却域に供給されるようにしたメタノールの製造方
法に関するものである。
700℃以上の温度で間接的に加熱されているニ
ツケル含有触媒を用いて、炭化水素を水蒸気でク
ラツキングすることによつて得られる合成ガスで
あつて、炭素含有酸化物と水素とを含有するもの
を、銅含有触媒を含有しかつ水で間接的に冷却し
ている管形反応器を用いて、230〜280℃の温度で
かつ30〜80気圧の圧力下で反応させることによつ
てメタノールを製造する際の反応熱を利用するた
めに、高圧の水蒸気を生成させながら管形反応器
を冷却することは公知である（西ドイツ国特許第
2013297号公報）。
ツケル含有触媒を用いて、炭化水素を水蒸気でク
ラツキングすることによつて得られる合成ガスで
あつて、炭素含有酸化物と水素とを含有するもの
を、銅含有触媒を含有しかつ水で間接的に冷却し
ている管形反応器を用いて、230〜280℃の温度で
かつ30〜80気圧の圧力下で反応させることによつ
てメタノールを製造する際の反応熱を利用するた
めに、高圧の水蒸気を生成させながら管形反応器
を冷却することは公知である（西ドイツ国特許第
2013297号公報）。
供給水を反応器の下部から供給しかつ得られた
水蒸気を過熱器に導入するように構成して、管の
周囲に圧力下で沸騰させている水を流すようにな
つている管形反応器がメタノールの製造用装置と
して使用されていることも公知である（西ドイツ
国特許第2123950号公報）。この装置では、得られ
た水蒸気の一部は高圧水蒸気として取り出すこと
ができ、別の一部はタービンに導きながらコンプ
レツサーを駆動させるために用いられる。水蒸気
の残りはタービン蒸気として回収することができ
る。
水蒸気を過熱器に導入するように構成して、管の
周囲に圧力下で沸騰させている水を流すようにな
つている管形反応器がメタノールの製造用装置と
して使用されていることも公知である（西ドイツ
国特許第2123950号公報）。この装置では、得られ
た水蒸気の一部は高圧水蒸気として取り出すこと
ができ、別の一部はタービンに導きながらコンプ
レツサーを駆動させるために用いられる。水蒸気
の残りはタービン蒸気として回収することができ
る。
従来公知の管形反応器は、スチームシリンダー
（スチームヘツダー）からの循環水を管形反応器
に供給するようにして操作される。供給された水
の一部は、H2O、CO及びCO2からなる成分を反
応させてメタノールを生成するように構成されか
つ触媒が充填されている管の周囲で蒸発する。得
られた蒸気は循環水と共に熱サイフオン作用によ
つてスチームシリンダーに導入され、そこで蒸気
は分離され、沸点で存在する水は反応器の下部に
戻される。このスチームシリンダーから取り出さ
れた蒸気は供給水としてシステムに戻されなけれ
ばならない。スチームシリンダー内部の温度はこ
の供給水の予熱に応じて水の沸点の近傍を多少上
下する。水をおよそ数十回循環させそして120℃
に供給水を供給した場合、反応器の下部に供給し
た供給水はシステム中で40バールの圧力で約237
℃の温度になり、これは沸点よりも13℃程低いだ
けである。その結果、約255℃の温度を示す触媒
が充填されている管形反応器の下部での温度差は
非常に小さいので、十分な熱交換を行うことはで
きず、このため、管の内部にある反応に供すべき
ガス混合物の冷却も十分行うことができない。
（スチームヘツダー）からの循環水を管形反応器
に供給するようにして操作される。供給された水
の一部は、H2O、CO及びCO2からなる成分を反
応させてメタノールを生成するように構成されか
つ触媒が充填されている管の周囲で蒸発する。得
られた蒸気は循環水と共に熱サイフオン作用によ
つてスチームシリンダーに導入され、そこで蒸気
は分離され、沸点で存在する水は反応器の下部に
戻される。このスチームシリンダーから取り出さ
れた蒸気は供給水としてシステムに戻されなけれ
ばならない。スチームシリンダー内部の温度はこ
の供給水の予熱に応じて水の沸点の近傍を多少上
下する。水をおよそ数十回循環させそして120℃
に供給水を供給した場合、反応器の下部に供給し
た供給水はシステム中で40バールの圧力で約237
℃の温度になり、これは沸点よりも13℃程低いだ
けである。その結果、約255℃の温度を示す触媒
が充填されている管形反応器の下部での温度差は
非常に小さいので、十分な熱交換を行うことはで
きず、このため、管の内部にある反応に供すべき
ガス混合物の冷却も十分行うことができない。
また、公知の管形反応器を用いてメタノールを
製造する場合には、これまでは最大約40バールま
での圧力の蒸気を生成し得るだけであつた。これ
は、銅触媒が温度の影響を受け易いためである。
製造する場合には、これまでは最大約40バールま
での圧力の蒸気を生成し得るだけであつた。これ
は、銅触媒が温度の影響を受け易いためである。
本発明は、従来技術の欠点を回避するためのも
のであつて、反応器の下部における温度差を高く
して反応ガス混合物の冷却を良好にかつ十分に行
わしめ、高圧の蒸気を得ることができ、またエネ
ルギー消費のための経費を安くすることを目的と
している。
のであつて、反応器の下部における温度差を高く
して反応ガス混合物の冷却を良好にかつ十分に行
わしめ、高圧の蒸気を得ることができ、またエネ
ルギー消費のための経費を安くすることを目的と
している。
本発明の目的は、冒頭において述べたメタノー
ルの製造方法において、開口を有する中間底が前
記冷却域の下部に設けられ、前記循環水が前記中
間底の上方において前記冷却域に供給され、前記
供給水が前記中間底の下方において前記冷却域に
供給され、前記管の下部にあるガス状の反応混合
物が前記供給水により20〜50℃間接的に冷却さ
れ、前記冷却域にある前記供給水が前記中間底を
通過して前記循環水と混合するように構成するこ
とによつて達成される。
ルの製造方法において、開口を有する中間底が前
記冷却域の下部に設けられ、前記循環水が前記中
間底の上方において前記冷却域に供給され、前記
供給水が前記中間底の下方において前記冷却域に
供給され、前記管の下部にあるガス状の反応混合
物が前記供給水により20〜50℃間接的に冷却さ
れ、前記冷却域にある前記供給水が前記中間底を
通過して前記循環水と混合するように構成するこ
とによつて達成される。
本発明において、管形反応器は、通常、高さ３
〜10ｍ、直径0.5〜５ｍであつてもよい。また、
冷却域の下部に設けられかつ開口を有する中間底
と下部管板との間の距離は、通常、20〜150cmで
あつてもよく、好ましくは20〜80cmであつてよ
い。また冷却域の高さは、通常、2.5〜９ｍであ
つてよい。
〜10ｍ、直径0.5〜５ｍであつてもよい。また、
冷却域の下部に設けられかつ開口を有する中間底
と下部管板との間の距離は、通常、20〜150cmで
あつてもよく、好ましくは20〜80cmであつてよ
い。また冷却域の高さは、通常、2.5〜９ｍであ
つてよい。
また、反応器に供給する循環水の温度は200〜
300℃が好ましく、230〜290℃がより好ましい。
また供給水は好ましくは100〜180℃の温度で、よ
り好ましくは110〜150℃の温度で供給され、その
流量は１〜100トン／時間であつてよい。
300℃が好ましく、230〜290℃がより好ましい。
また供給水は好ましくは100〜180℃の温度で、よ
り好ましくは110〜150℃の温度で供給され、その
流量は１〜100トン／時間であつてよい。
また触媒は主要成分として銅を含有すると共に
しばしば第二の主要成分として亜鉛も含有してい
る。また反応用混合ガスの流量は、通常、105〜
106標準m3／時間であつてよい。
しばしば第二の主要成分として亜鉛も含有してい
る。また反応用混合ガスの流量は、通常、105〜
106標準m3／時間であつてよい。
本発明において、管の冷却は上部管板と下部管
板との間の冷却域の全体で行われる。そして、供
給水のみが冷却域の下部（即ち中間底の下方）に
導入されるが、供給水が冷却域のうちのそれより
も上部（即ち中間底の上方）に導入される循環水
よりも低温であるため、管は冷却域の下部（即ち
中間底の下方）においてより強く冷却される。
板との間の冷却域の全体で行われる。そして、供
給水のみが冷却域の下部（即ち中間底の下方）に
導入されるが、供給水が冷却域のうちのそれより
も上部（即ち中間底の上方）に導入される循環水
よりも低温であるため、管は冷却域の下部（即ち
中間底の下方）においてより強く冷却される。
本発明によつて得られる有利な点は、特に、冷
却水と管に充填された触媒との間の温度差が管形
反応器の下部において増大することにある。その
結果、熱交換が増加しそして反応ガス混合物がよ
り低温にまで冷却される。使用される温度は、触
媒の再結晶特性によつて決められる限度内であ
る。また本発明に係る方法では、メタノールをよ
り経済的に生産することができる。
却水と管に充填された触媒との間の温度差が管形
反応器の下部において増大することにある。その
結果、熱交換が増加しそして反応ガス混合物がよ
り低温にまで冷却される。使用される温度は、触
媒の再結晶特性によつて決められる限度内であ
る。また本発明に係る方法では、メタノールをよ
り経済的に生産することができる。
以下、本発明を実施例にて詳述する。
図に示すように、使用したメタノール製造用管
形反応器、１は、高さ７ｍ、直径３ｍであり、そ
れには触媒を充填した管２が多数設けられてい
る。小さい直径の開口を多数有するスチール製薄
板からなる中間底４が下部管板３の50cm上方に設
けられている。温度120℃の供給水を下部管板３
の直ぐ上方の供給用導管５から反応器内に導入し
た。供給水の流量は50トン／時間であつた。その
未混合の供給水は、触媒を充填した管２の下部と
接触しそして管の下端50cmまでの部分における反
応ガス混合物を35℃程冷却した。その結果、供給
水は280℃に加熱されそしてその少量の水が蒸発
した。反応ガス混合物の流量は５×105標準m3／
時間であつた。また、使用した触媒は50重量％の
銅、40重量％の亜鉛及び10重量％のアルミニウム
からなるものであつた。
形反応器、１は、高さ７ｍ、直径３ｍであり、そ
れには触媒を充填した管２が多数設けられてい
る。小さい直径の開口を多数有するスチール製薄
板からなる中間底４が下部管板３の50cm上方に設
けられている。温度120℃の供給水を下部管板３
の直ぐ上方の供給用導管５から反応器内に導入し
た。供給水の流量は50トン／時間であつた。その
未混合の供給水は、触媒を充填した管２の下部と
接触しそして管の下端50cmまでの部分における反
応ガス混合物を35℃程冷却した。その結果、供給
水は280℃に加熱されそしてその少量の水が蒸発
した。反応ガス混合物の流量は５×105標準m3／
時間であつた。また、使用した触媒は50重量％の
銅、40重量％の亜鉛及び10重量％のアルミニウム
からなるものであつた。
温度280℃の循環水は、中間底４の少し上方に
設けられた導管６を通して反応器１内に導入され
た。中間底４の下方に供給されたより冷たい供給
水５は、この中間底によつて均一に分配されると
共に、中間底４の上方に供給されたより熱い循環
水と中間底４の下方において混合するのを防止さ
れる。
設けられた導管６を通して反応器１内に導入され
た。中間底４の下方に供給されたより冷たい供給
水５は、この中間底によつて均一に分配されると
共に、中間底４の上方に供給されたより熱い循環
水と中間底４の下方において混合するのを防止さ
れる。
供給水５は、中間底４の上方だけ循環水６と混
合する。これによつて、触媒充填管２のうちの中
間底４の上方に存在する部分は、280℃の温度で
操作されるので、従来の方法では40バールの圧力
までしか達成できなかかつたのに、60バール以上
の圧力が水循環システム中で得られた。水蒸気及
び供給水の混合物が導管７を通して取り出されか
つその２つの成分が分離器８で分離された後、60
バール以上の圧力を有する高圧蒸気が得られた。
この高圧蒸気は同一プラントにおける種々の目的
のために使用することがでできる。それらの目的
としては、例えば、凝縮用タービンでの使用、ガ
スコンプレツサーの駆動のための電気エネルギー
発生、メタノールの最終蒸留のために要するエネ
ルギー供給又はその他の目的のような、仕事の効
率を拡大するための使用などが挙げられる。本発
明に係る方法は、エネルギー消費において著しい
利点を有するので、特に経済的である。
合する。これによつて、触媒充填管２のうちの中
間底４の上方に存在する部分は、280℃の温度で
操作されるので、従来の方法では40バールの圧力
までしか達成できなかかつたのに、60バール以上
の圧力が水循環システム中で得られた。水蒸気及
び供給水の混合物が導管７を通して取り出されか
つその２つの成分が分離器８で分離された後、60
バール以上の圧力を有する高圧蒸気が得られた。
この高圧蒸気は同一プラントにおける種々の目的
のために使用することがでできる。それらの目的
としては、例えば、凝縮用タービンでの使用、ガ
スコンプレツサーの駆動のための電気エネルギー
発生、メタノールの最終蒸留のために要するエネ
ルギー供給又はその他の目的のような、仕事の効
率を拡大するための使用などが挙げられる。本発
明に係る方法は、エネルギー消費において著しい
利点を有するので、特に経済的である。
図面は、本発明の実施例において用いた装置の
縦断面図である。 なお、図面に用いた符号において、１……管形
反応器、２……管、３……下部管板、４……中間
底、８……分離器である。
縦断面図である。 なお、図面に用いた符号において、１……管形
反応器、２……管、３……下部管板、４……中間
底、８……分離器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭素の酸化物及び水素に富む混合ガスを銅含
有触媒で20〜100バールの圧力下でかつ200〜300
℃の温度で反応させることにより管形反応器でメ
タノールを製造する方法であつて、 前記触媒が管に充填され、前記管が上部管板に
その上端を固定されかつ下部管板にその下端を固
定され、前記管がこの管の周囲にある圧力水によ
り前記上部管板と前記下部管板との間の冷却域で
冷却され、得られた蒸気が循環水と共に取り出さ
れ、この蒸気が前記循環水と分離され、この分離
された循環水が200〜300℃の温度で前記冷却域に
循環され、蒸発水分を補給するために供給水が前
記冷却域に供給されるようにした方法において、 開口を有する中間底が前記冷却域の下部に設け
られ、前記循環水が前記中間底の上方において前
記冷却域に供給され、前記供給水が前記中間底の
下方において前記冷却域に供給され、前記管の下
部にあるガス状の反応混合物が前記供給水により
20〜50℃間接的に冷却され、前記冷却域にある前
記供給水が前記中間底を通過して前記循環水と混
合するように構成されていることを特徴とするメ
タノールの製造方法。 ２ 前記供給水が100〜180℃の温度で前記冷却域
に供給されるように構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19803028646 DE3028646A1 (de) | 1980-07-29 | 1980-07-29 | Verfahren zur verbesserung der gleichgewichtseinstellung und gleichzeitigen erzeugung von wasserdampf mit hohem druck bei der herstellung von methanol |
Publications (2)
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| JPS5753420A JPS5753420A (en) | 1982-03-30 |
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| JP56117007A Granted JPS5753420A (en) | 1980-07-29 | 1981-07-24 | Method of improving equilibrium conditions for methanol manufacture as well as obtaining high pressure vapor |
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-
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