JP6016486B2 - ガソリンを製造するシステム又は方法 - Google Patents

ガソリンを製造するシステム又は方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6016486B2
JP6016486B2 JP2012152451A JP2012152451A JP6016486B2 JP 6016486 B2 JP6016486 B2 JP 6016486B2 JP 2012152451 A JP2012152451 A JP 2012152451A JP 2012152451 A JP2012152451 A JP 2012152451A JP 6016486 B2 JP6016486 B2 JP 6016486B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
steam
methanol
gasoline
natural gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012152451A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014015508A (ja
Inventor
飯嶋　正樹
正樹 飯嶋
隆士 吉山
隆士 吉山
晴章 平山
晴章 平山
清木　義夫
義夫 清木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2012152451A priority Critical patent/JP6016486B2/ja
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to DE112013003409.3T priority patent/DE112013003409B4/de
Priority to PCT/JP2013/066813 priority patent/WO2014007059A1/ja
Priority to CA2876050A priority patent/CA2876050C/en
Priority to US14/406,668 priority patent/US20150184082A1/en
Priority to AU2013284667A priority patent/AU2013284667B2/en
Priority to BR112014031631-7A priority patent/BR112014031631A2/pt
Priority to RU2014152636/04A priority patent/RU2599629C2/ru
Publication of JP2014015508A publication Critical patent/JP2014015508A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6016486B2 publication Critical patent/JP6016486B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/40—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with water vapor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42—Catalytic treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/10—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with water vapour
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/06—Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for spark ignition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/02—Gasoline
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
    • C10L2200/0492—Fischer-Tropsch products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2270/00—Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02—Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • C10L2270/023—Specifically adapted fuels for internal combustion engines for gasoline engines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/10—Recycling of a stream within the process or apparatus to reuse elsewhere therein
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/42—Fischer-Tropsch steps
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

本発明は、ガソリンを製造するシステム又は方法に関し、さらに詳しくは、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステム又は方法に関する。
天然ガスからガソリンを製造する方法として、特公昭６２−４１２７６号公報には、天然ガスを水蒸気処理して合成ガスを生成し、この合成ガスからメタノールを合成し、さらにこのメタノールからガソリンを合成する方法が記載されている。メタノールからガソリンを合成する反応では、ガソリンの他、多量の水が生成するが、この水の利用方法については従来、研究されていない。
特公昭６２−４１２７６号公報
本発明は、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造する際に、ガソリンの合成の際に生成する水を有効に利用することができる、ガソリンの製造システム又は方法を提供することを目的とする。
本発明は、その一態様として、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムであって、水を利用して天然ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成する水蒸気改質装置と、前記水蒸気改質装置で生成した改質ガスからメタノールを合成するメタノール合成装置と、前記メタノール合成装置で合成したメタノールからガソリンと水を生成するガソリン合成装置と、前記ガソリン合成装置で生成した水を、天然ガスの水蒸気改質に利用するために前記水蒸気改質装置に供給するラインとを備える。
本発明に係るシステムは、前記水蒸気改質装置で発生する排ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置と、前記二酸化炭素回収装置で回収した二酸化炭素を前記水蒸気改質装置に供給するラインとを更に備えてもよい。
本発明は、別の態様として、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造する方法であって、水を利用して天然ガスを水蒸気改質して、改質ガスを生成するステップと、前記改質ガスからメタノールを合成するステップと、前記メタノールからガソリンと水を生成するステップと、前記ガソリン合成の際に生成した水を、前記天然ガスの水蒸気改質に再利用するステップとを含む。
本発明に係る方法は、前記天然ガスの水蒸気改質で発生する排ガスから二酸化炭素を回収するステップと、この回収した二酸化炭素を前記天然ガスの水蒸気改質に加えるステップとを更に含んでもよい。
このように本発明によれば、ガソリン合成の際に生成した水を、天然ガスの水蒸気改質に再利用することで、天然ガスの水蒸気改質に多量に必要な水蒸気を賄うことができる。特に、天然ガスの産出地は砂漠や洋上であることが多く、このような場所では水蒸気改質に使用可能な真水を得るのは困難であることから、系内で利用可能な水を賄うことは非常に有効である。
本発明に係る天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムの一実施の形態を示す模式図である。 本発明に係る天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムの別の実施の形態を示す模式図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムおよび方法の一実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係るシステムは、水蒸気を発生するためのボイラ１０と、天然ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成するスチームリフォーマ２０と、スチームリフォーマで生成した改質ガスからメタノールを合成するメタノール合成塔３０と、メタノール合成塔で合成したメタノールからガソリンを合成するガソリン合成塔５０と、ガソリン合成塔で生成した水をスチームリフォーマで再利用するために回収する水回収ライン６１とを主に備える。
ボイラ１０は、水を水蒸気にまで沸騰させる装置であれば特に限定されない。ボイラ１０は、ボイラ用の水が供給される水供給ライン１１と、ボイラで発生する排水を排出する排水ライン１２と、ボイラで発生した水蒸気をスチームリフォーマ２０に供給する水蒸気供給ライン１３とを備える。
スチームリフォーマ２０は、水蒸気改質用触媒が充填された反応管（図示省略）を備え、この反応管では、以下に示す反応によって、メタンを主成分とする天然ガスから水素、一酸化炭素および二酸化炭素を生成する。水蒸気改質用触媒としては、例えば、ニッケル系触媒などの公知の触媒を用いることができる。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ・・・（式１）
スチームリフォーマ２０の反応管の入口側には、ボイラからの水蒸気供給ライン１３の他、天然ガスが供給される天然ガス供給ライン２１を接続する。また、反応管の出口側には、水蒸気改質反応により生成した水素、一酸化炭素および二酸化炭素を主成分として含む改質ガスをメタノール合成塔３０に供給する改質ガス供給ライン２２を接続する。
改質ガス供給ライン２２には、ライン内で改質ガスの一部が凝縮した水を水蒸気としてスチームリフォーマ２０に戻す水蒸気戻りライン２３を設ける。また、改質ガス供給ライン２２には、この凝縮した水を、水として一端回収する水回収ライン６１ａを設ける。
メタノール合成塔３０は、以下に示す反応により改質ガスからメタノールを合成する装置である。
３Ｈ２＋ＣＯ→ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２・・・（式２）
メタノール合成塔３０は、その内部に充填されたメタノール合成触媒を備える。メタノール合成触媒としては銅系触媒などの公知の触媒を用いることができる。メタノール合成塔３０には、その入口側に、改質ガス供給ライン２２を接続し、その出口側に、メタノール合成塔３０で合成した粗メタノールを蒸留塔４０に供給する粗メタノール供給ライン３１を接続する。
粗メタノールは、メタノールの他に水を含む。蒸留塔４０は、蒸留によってこの粗メタノールから水を分離する装置である。蒸留塔４０には、精製したメタノールをガソリン合成塔５０に供給するメタノール供給ライン４１と、メタノールから分離した蒸留水を回収してスチームリフォーマ３０に供給する蒸留水回収ライン４２を接続する。
ガソリン合成塔５０は、以下の式に示す反応によってメタノールからガソリンを合成する装置である。
ｎＣＨ３ＯＨ→ｎ（ＣＨ２）＋ｎＨ２Ｏ・・・（式３）
このようにメタノールは、式３で示すように、１対１のモル比のガソリンと水が生成する。なお、メタノールからガソリンの合成は、メタノールからジメチルエーテル（ＤＭＥ）の合成反応を経てから、ＤＭＥからガソリンへの合成反応が起こる。よって、ガソリン合成塔５０内には、ＤＭＥ合成用触媒とガソリン合成用触媒との２種類の触媒を２段階に設け、２つの反応を段階的に進めることができる。ＤＭＥ合成用触媒としては、例えば、アルミノシリケート型ゼオライト系触媒などの公知の触媒を用いることができる。また、ガソリン合成用触媒としても、アルミノシリケート型ゼオライト系触媒などの公知の触媒を用いることができる。
ガソリン合成塔５０には、ガソリン合成塔で合成したガソリンを貯蔵設備など（図示省略）に供給するガソリン供給ライン５１を接続する。なお、ガソリン合成塔５０では、ガソリンの他、液化天然ガス（ＬＰＧ）が副生することから、別途、ＬＰＧ供給ライン５２を接続してもよい。また、ガソリン合成塔５０では、式３に示すように、多量の水が発生することから、この水を回収する水回収ライン６１ｂを接続する。なお、ガソリン合成塔５０では、ガソリンと水の混合物が得られるが、これらは比重により水相と油相の２相を形成することから、油水分離器（図示省略）を設けることで、容易に分離することができる。水回収ライン６１ｂを流れる排水性状は、例えば、メタノール濃度１ｗｔ％以下、エタノール１０ｗｔｐｐｍ以下、他のアルコール類１ｗｔｐｐｍ以下、油分１ｗｔ％以下となる。
ガソリン合成塔５０の水回収ライン６１ｂは、スチームリフォーマ２０後段の水回収ライン６１ａとともに、脱塩装置６０に接続する。脱塩装置６０は、回収した水をボイラ１０で使用可能にするため、回収した水中の不純物を除去する装置である。ボイラ水としては、ＪＩＳ Ｂ８２２３ ２００６「ボイラの給水及びボイラ水の水質」に記載の基準を満たす組成にすることが好ましい。当該組成については以下の表に示す。
Figure 0006016486
このような基準を満たすため、例えば、脱塩装置６０は、主に有機系不純物を除去するための活性炭や、主にイオン系不純物を除去するためのイオン交換樹脂、主に液中のガス成分を除去するための脱ガスドラムなどを備えることができる。脱塩装置６０には、脱塩装置で処理した処理水を水蒸気改質用の水蒸気として再利用するため、ボイラ１０の水供給ライン１１へ供給する水再利用ライン６２を接続するとともに、脱塩装置での処理で発生した排水を排出する排水ライン６３を接続する。
以上の構成によれば、先ず、水供給ライン１１を介してボイラ１０に水を供給する。ボイラ１０で発生した水蒸気を、水蒸気供給ライン１３を介してスチームリフォーマ２０に供給するとともに、天然ガス供給ライン２１を介して天然ガスをスチームリフォーマ２０に供給する。スチームリフォーマ２０では、所定の高温度下において、上記の式１の反応によって、天然ガスが水蒸気改質され、水素、一酸化炭素、二酸化炭素を主成分とする改質ガスに転換される。この改質ガスは、改質ガス供給ライン２２を介してメタノール合成塔３０に供給される。
改質ガス供給ライン２２では、改質ガスの一部が、水蒸気として水蒸気戻りライン２３によってスチームリフォーマ２０に戻され、水蒸気改質反応に利用される。スチームリフォーマ２０に供給される水蒸気のうち、水蒸気戻りライン２３から水蒸気の割合は、例えば、１０〜３０％が好ましい。また、天然ガス中のメタンに対する水蒸気の割合は、式１に示すように、理論上は１対１のモル比であるが、水蒸気改質反応を効率良く行うため、過剰の水蒸気を供給することが好ましい。例えば、天然ガス中の炭素分1モルに対して２．５〜３．５モルの水蒸気を供給することができる。また、改質ガス供給ライン２２では、改質ガスの一部が水として水回収ライン６１ａを介して脱塩装置６０へ供給される。
メタノール合成塔３０では、上記の式２の反応により、改質ガスからメタノールが合成される。メタノール合成塔３０で合成したメタノールは、水を含有する粗メタノールとして、粗メタノール供給ライン３１を介して蒸留塔４０に供給される。蒸留塔４０で精製されたメタノールは、メタノール供給ライン４１を介してガソリン合成塔５０に供給される。また、蒸留塔４０で粗メタノールから分離された蒸留水は、蒸留水回収ライン４２を介して水蒸気戻りライン２３を経て、スチームリフォーマ２０に供給される。
ガソリン合成塔５０では、前記の式３の反応により、メタノールからガソリンが合成される。ガソリンはガソリン供給ライン５１を介して所定の貯蔵設備に貯蔵され、副生するＬＰＧはＬＰＧ供給ライン５２を介して所定の貯蔵設備に貯蔵される。また、ガソリン合成塔５０で生成した水は、水回収ライン６１ｂを介して脱塩装置６０へ供給される。
脱塩装置６０では、水回収ライン６１で回収した水をボイラ１０で利用可能な程度まで不純物を除去する処理を行う。処理水は、水再利用ライン６１を介して水供給ライン１１を経て、ボイラ１０に供給する。また、脱塩装置６０で生じた排水は、排水ライン６２を介して排出する。
このように、天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造する方法では、前記の式１〜式３に示すように、インプットの水の量とアウトプットの水の量が同一であり、ガソリン合成塔５０で生成した水をスチームリフォーマ２０の水蒸気改質の水として再利用することで、水の量はバランスする。よって、天然ガスの産出地である砂漠や洋上などの場所では、水蒸気改質に使用可能は真水を得るのは困難であるが、本発明では、系内で容易に水蒸気改質に使用可能な水を賄うことができる。
次に、図２に示す実施の形態について説明する。図１に示すシステムと同一の構成については同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。本実施の形態のシステムは、図１に示すシステムに加えて、スチームリフォーマ２０の排ガスを再利用する構成を加えたものである。
図２に示すように、スチームリフォーマ２０は、水蒸気改質を行うために所定の温度に加熱するための燃焼装置（図示省略）からの燃焼排ガスを煙突７２から排気するための排ガス路７１と、排ガス路７１からガスの一部を抜き出す排ガス抽出ライン７４と、抜き出したガス中の二酸化炭素を回収するＣＯ２回収装置７３と、回収した二酸化炭素を天然ガス供給ライン２１に加えるＣＯ２再利用ライン７５とを更に備える。
ＣＯ２回収装置７３としては、燃焼排ガス中の二酸化炭素を分離、回収することができる装置であれば特に限定されないが、例えば、二酸化炭素吸収液を用いた方式の装置を使用することができる。
このような構成によれば、スチームリフォーマ２０を所定の温度に加熱するための燃焼装置（図示省略）から、排ガス路７１を介して排ガスが排出される。この排ガスの一部は、排ガス抽出ライン７４を介してＣＯ２回収装置７３に供給され、二酸化炭素が分離、回収される。そして、回収した二酸化炭素は、ＣＯ２再利用ライン７５を介して天然ガス供給ライン２１を経て、スチームリフォーマ２０に供給される。このようにして回収された二酸化炭素は、スチームリフォーマ２０では一部が一酸化炭素となり、メタノール合成塔３０に供給される。メタノール合成塔３０では、式２の反応に加え、二酸化炭素の存在により、以下の式４の反応も起こる。
３Ｈ２＋ＣＯ→ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２・・・（式２）
Ｈ２＋ＣＯ２→ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ・・・（式４）
このようにメタノール合成塔３０では、余剰の水素が二酸化炭素と反応し、メタノールと水を生成する。すなわち、図１に示す実施の形態に比べて、水を更に多く生成することができる。この水は、蒸留塔４０で粗メタノールから分離され、蒸留水回収ライン４２を介してスチームリフォーマ２０で再利用される。また、本実施の形態では、インプットの水の量に比べてアウトプットの水の量が増えることから、スチームリフォーマ２０への再利用の他、ボイラ１０のメイクアップ水として再利用することもできる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、図１及び図２では、メタノール合成塔３０とガソリン合成塔５０との間に蒸留塔４０を配置したが、式３に示すようにガソリン合成で水が副生することから、メタノールに水が含まれていてもよく、よって、メタノール合成塔３０で得られる粗メタノールを蒸留せずに、そのまま粗メタノール供給ライン２２でガソリン合成塔５０に供給するように構成してもよい。
図１に示す実施の形態について、水バランスのシミュレーションを行った。その結果を表２に示す。なお、シミュレーションは、メタノールの生産量を１日当たり２５００トンの場合で行った。原料は、天然ガスを使用する条件とした。
Figure 0006016486
表２に示すように、スチームリフォーマに供給する水蒸気は、天然ガスの供給量に比べて過剰に供給する必要があり、約２００トン／ｈの水蒸気（水蒸気供給ラインと水蒸気戻りラインの合計）が必要であった。そのうちの約２５％はスチームリフォーマから排出した水蒸気を戻し、残りはガソリン合成塔などで生成した水を回収して使用することで、スチームリフォーマに供給するほとんどの水蒸気を系内から賄うことができた。なお、ガソリンの生産量は１日当たり８１３５バーレル、ＬＰＧの生産量は１日当たり１２２トンであった。
次に、図２に示す実施の形態について、ＣＯ２回収装置を設置した場合の系内の水の増加量について、シミュレーションを行った。シミュレーションは、上記と同様に、メタノールの生産量を１日当たり２５００トンとし、原料は天然ガスを使用する条件とした。その結果、ＣＯ２回収装置からスチームリフォーマに添加する二酸化炭素の流量は４２．６トン／ｈとなり、式４によりメタノール合成塔で得られる水の流量は１７．４トン／ｈとなる。また、メタノール合成塔では、式４により、水とともに３１．０トン／ｈのメタノールも生成することから、ガソリン合成塔では、原料であるメタノールがこの分増加し、よって、ガソリンが増加するとともに、水も１７．４トン／ｈ増加する。したがって、二酸化炭素を４２．６トン／ｈ添加することで、水が３４．８トン／ｈ増加する。これはボイラのメイクアップ水として十分な量である。
１０ ボイラ
１１ 水供給ライン
１２ 排水ライン
１３ 水蒸気供給ライン
２０ スチームリフォーマ
２１ 天然ガス供給ライン
２２ 改質ガス供給ライン
２３ 水蒸気戻りライン
３０ メタノール合成塔
３１ 粗メタノール供給ライン
４０ 蒸留塔
４１ メタノール供給ライン
４２ 蒸留水回収ライン
５０ ガソリン合成塔
５１ ガソリン供給ライン
５２ ＬＰＧ供給ライン
６０ 脱塩装置
６１ 水回収ライン
６２ 水再利用ライン
６３ 排水ライン
７１ 排ガス路
７２ 煙突
７３ ＣＯ２回収装置
７４ 排ガス抽出ライン
７５ ＣＯ２再利用ライン

Claims (4)

  1. 天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造するシステムであって、
    水を利用して天然ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成する水蒸気改質装置と、
    前記水蒸気改質装置で生成した改質ガスから粗メタノールを合成するメタノール合成装置と、
    前記メタノール合成装置で合成した粗メタノールを精製する蒸留塔と、
    前記蒸留塔で精製したメタノールからガソリンと水を生成するガソリン合成装置と、
    前記ガソリン合成装置で生成した水を、天然ガスの水蒸気改質に利用するために前記水蒸気改質装置に供給するラインと、
    前記水蒸気改質装置で発生する改質ガスの一部が凝縮した水を、水蒸気として前記水蒸気改質装置に再び供給して、水蒸気改質反応に利用する水蒸気戻りラインと、
    前記蒸留塔で分離した蒸留水を、前記水蒸気改質装置に供給して水蒸気改質反応に利用する蒸留水回収ラインと
    を備えるシステム。
  2. 前記水蒸気改質装置で発生する排ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置と、前記二酸化炭素回収装置で回収した二酸化炭素を前記水蒸気改質装置に供給するラインとを更に備える請求項１に記載のシステム。
  3. 天然ガスからメタノールを経由してガソリンを製造する方法であって、
    水を利用して天然ガスを水蒸気改質して、改質ガスを生成するステップと、
    前記改質ガスから粗メタノールを合成するステップと、
    前記粗メタノールを蒸留して粗メタノールを精製するとともに、蒸留水を得るステップと、
    前記精製したメタノールからガソリンと水を生成するステップと、
    前記ガソリン合成の際に生成した水を、前記天然ガスの水蒸気改質に再利用するステップと、
    前記改質ガス中の水蒸気を前記天然ガスの水蒸気改質に利用するために、前記改質ガスの一部が凝縮した水を水蒸気として、前記改質ガスを生成するステップに戻すステップと、
    前記蒸留水を、前記天然ガスの水蒸気改質に再利用するステップと
    を含む方法。
  4. 前記天然ガスの水蒸気改質で発生する排ガスから二酸化炭素を回収するステップと、この回収した二酸化炭素を前記天然ガスの水蒸気改質に加えるステップとを更に含む請求項３に記載の方法。
JP2012152451A 2012-07-06 2012-07-06 ガソリンを製造するシステム又は方法 Active JP6016486B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012152451A JP6016486B2 (ja) 2012-07-06 2012-07-06 ガソリンを製造するシステム又は方法
PCT/JP2013/066813 WO2014007059A1 (ja) 2012-07-06 2013-06-19 ガソリンを製造するシステム又は方法
CA2876050A CA2876050C (en) 2012-07-06 2013-06-19 System or method for producing gasoline
US14/406,668 US20150184082A1 (en) 2012-07-06 2013-06-19 System and method for producing gasoline
DE112013003409.3T DE112013003409B4 (de) 2012-07-06 2013-06-19 System oder Verfahren zur Herstellung von Benzin
AU2013284667A AU2013284667B2 (en) 2012-07-06 2013-06-19 Gasoline manufacturing system or method
BR112014031631-7A BR112014031631A2 (pt) 2012-07-06 2013-06-19 sistema ou método para produzir gasolina
RU2014152636/04A RU2599629C2 (ru) 2012-07-06 2013-06-19 Система и способ для производства бензина

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012152451A JP6016486B2 (ja) 2012-07-06 2012-07-06 ガソリンを製造するシステム又は方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014015508A JP2014015508A (ja) 2014-01-30
JP6016486B2 true JP6016486B2 (ja) 2016-10-26

Family

ID=49881819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012152451A Active JP6016486B2 (ja) 2012-07-06 2012-07-06 ガソリンを製造するシステム又は方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150184082A1 (ja)
JP (1) JP6016486B2 (ja)
AU (1) AU2013284667B2 (ja)
BR (1) BR112014031631A2 (ja)
CA (1) CA2876050C (ja)
DE (1) DE112013003409B4 (ja)
RU (1) RU2599629C2 (ja)
WO (1) WO2014007059A1 (ja)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4048250A (en) * 1975-04-08 1977-09-13 Mobil Oil Corporation Conversion of natural gas to gasoline and LPG
DE2846693C2 (de) * 1978-10-26 1987-03-26 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Erzeugung von Benzin aus Synthesegas
PE115299A1 (es) * 1997-09-25 1999-12-16 Shell Int Research Procedimiento para la produccion de hidrocarburos liquidos
RU2143417C1 (ru) * 1998-07-27 1999-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ получения моторных топлив из углеродсодержащего сырья
JP2001097906A (ja) * 1998-12-07 2001-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd メタノールの製造方法
DE69905543T3 (de) * 1998-12-07 2006-10-19 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Verfahren zur Herstellung von Methanol
JP4959074B2 (ja) * 2001-07-19 2012-06-20 三菱重工業株式会社 メタノールの製造方法
CA2523219C (en) * 2003-05-02 2012-06-12 Johnson Matthey Plc Production of hydrocarbons by steam reforming and fischer-tropsch reaction
JP2005336076A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液体燃料製造プラント
ZA200808235B (en) * 2006-03-30 2009-12-30 Nippon Steel Eng Co Ltd Liquid fuel synthesizing system
CN101878283A (zh) * 2007-09-14 2010-11-03 赫多特普索化工设备公司 烃和电力的联合生产
JP2009179591A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Mitsubishi Chemicals Corp メタノールの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112013003409B4 (de) 2018-03-15
RU2599629C2 (ru) 2016-10-10
CA2876050C (en) 2017-01-03
JP2014015508A (ja) 2014-01-30
US20150184082A1 (en) 2015-07-02
CA2876050A1 (en) 2014-01-09
BR112014031631A2 (pt) 2021-08-24
DE112013003409T5 (de) 2015-04-09
RU2014152636A (ru) 2016-08-27
WO2014007059A1 (ja) 2014-01-09
AU2013284667A1 (en) 2015-01-22
AU2013284667B2 (en) 2016-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1277722A3 (en) Method of manufacturing methanol
Parekh et al. Sustainability analyses of CO2 sequestration and CO2 utilization as competing options for mitigating CO2 emissions
JPH07145089A (ja) フーゼル油のストリッピング
RU2665691C2 (ru) Усовершенствованный способ фишера-тропша для составления углеводородного топлива с применением условий gtl
AU2007232926A1 (en) Liquid fuel synthesis system
CA2856691C (en) System and method for producing gasoline or dimethyl ether
RU2008141283A (ru) Система синтеза жидкого топлива
WO2010098127A1 (ja) 炭化水素化合物の精製方法及び炭化水素化合物蒸留分離装置
RU2008141152A (ru) Система синтеза жидкого топлива
RU2008141287A (ru) Система синтеза жидкого топлива
JP6016486B2 (ja) ガソリンを製造するシステム又は方法
JP2004315473A (ja) メタノールの製造方法
RU2708049C2 (ru) Способ повышения производительности установки синтеза аммиака
Dwivedi et al. Sensitivity based optimization of the Tri-reforming based CO2 valorization process
RU2707293C2 (ru) Способ и установка для получения одного или нескольких продуктов реакции
MY149999A (en) Starting method of liquid fuel synthesizing system, and liquid fuel synthesizing system
JP5001560B2 (ja) 石炭起源ガスを原料としたメタノールの製造方法及び装置
JP5767497B2 (ja) 重質炭化水素の除去方法
JP5367411B2 (ja) Ｆｔガス成分からの炭化水素回収方法及び炭化水素回収装置
KR101577800B1 (ko) Lng-fpso 또는 flng의 천연가스의 이산화탄소 제거 시스템 및 방법
EP4206172A1 (en) Method for producing methanol
US9611154B2 (en) Method for purifying water formed during hydrocarbon synthesis
US20110003901A1 (en) Ft water treating and recovery
US8586640B2 (en) Hydrocarbon synthesis reaction apparatus, hydrocarbon synthesis reaction system, and hydrocarbon synthesizing method
RU2544510C1 (ru) Способ очистки реакционной воды в процессе производства углеводородов

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160329

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160927

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6016486

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350