JP7265571B2 - CARBON COMPOUND MANUFACTURING DEVICE AND CARBON COMPOUND MANUFACTURE METHOD - Google Patents

CARBON COMPOUND MANUFACTURING DEVICE AND CARBON COMPOUND MANUFACTURE METHOD Download PDF

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Description

本発明は、炭素化合物の製造装置及び炭素化合物の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for producing a carbon compound and a method for producing a carbon compound.

エタノールアミン、エチレングリコール等の炭素化合物は、液体で運搬が容易であり、様々な化学製品の化学基礎原料として広く用いられている。エタノールアミンは、例えば、洗剤、化粧品、農薬の原料となる。エチレングリコールは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、洗剤、医薬品の原料となる。 Carbon compounds such as ethanolamine and ethylene glycol are liquid and easy to transport, and are widely used as basic chemical raw materials for various chemical products. Ethanolamine is used, for example, as a raw material for detergents, cosmetics, and agricultural chemicals. Ethylene glycol is used, for example, as a raw material for polyethylene terephthalate, detergents, and pharmaceuticals.

エタノールアミンは、例えば、酸化エチレンとアンモニアとの反応によって製造される（例えば、特許文献１）。また、エチレングリコールは、例えば、酸化エチレンと水との反応によって製造される（例えば、特許文献２）。酸化エチレンは、例えば、エチレンの気相酸化によって得られる（例えば、特許文献３）。 Ethanolamine is produced, for example, by the reaction of ethylene oxide and ammonia (eg, Patent Document 1). Also, ethylene glycol is produced, for example, by the reaction of ethylene oxide and water (eg, Patent Document 2). Ethylene oxide is obtained, for example, by gas-phase oxidation of ethylene (eg, Patent Document 3).

特許第４２０５９６３号公報Japanese Patent No. 4205963 特開昭５４－１２５６０６号公報JP-A-54-125606 特開昭５８－１７４２３８号公報JP-A-58-174238

しかし、従来、これらの炭素化合物からなる化学基礎原料は石油化学工業技術によって製造されており、地球環境への負荷が大きいことから見直しを迫られている。そのため、エタノールアミン、エチレングリコール等の炭素化合物の製造における環境負荷を低減することは意義深いと言える。 However, conventionally, basic chemical raw materials composed of these carbon compounds have been produced by petrochemical industrial technology, and are being forced to be reconsidered because of their great burden on the global environment. Therefore, it is significant to reduce the environmental load in the production of carbon compounds such as ethanolamine and ethylene glycol.

本発明は、二酸化炭素からエタノールアミン、エチレングリコール等の炭素化合物を製造でき、環境負荷を低減できる炭素化合物の製造装置及び炭素化合物の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a carbon compound manufacturing apparatus and a carbon compound manufacturing method capable of manufacturing carbon compounds such as ethanolamine and ethylene glycol from carbon dioxide and reducing the environmental load.

本発明は、以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る炭素化合物の製造装置（例えば、実施形態の炭素化合物の製造装置１００）は、二酸化炭素を回収する回収装置（例えば、実施形態の回収装置１）と、前記回収装置で回収した二酸化炭素を電気化学的に還元する電気化学反応装置（例えば、実施形態の電気化学反応装置２）と、前記電気化学反応装置で二酸化炭素が還元されて生成したエチレンからエタノールアミンを合成するエタノールアミン合成装置（例えば、実施形態のエタノールアミン合成装置４）と、を備え、前記エタノールアミン合成装置は、前記電気化学反応装置の二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得る第１反応器（例えば、実施形態の第１反応器４２）と、前記電気化学反応装置で副生した水素を窒素と反応させてアンモニアを得る第２反応器（例えば、実施形態の第２反応器４３）と、前記第１反応器で得た酸化エチレンと前記第２反応器で得たアンモニアとを反応させてエタノールアミンを得る第３反応器（例えば、実施形態の第３反応器４４）と、を備えている。
（２）本発明の一態様に係る炭素化合物の製造装置（例えば、実施形態の炭素化合物の製造装置２００）は、二酸化炭素を回収する回収装置（例えば、実施形態の回収装置１）と、前記回収装置で回収した二酸化炭素を電気化学的に還元する電気化学反応装置（例えば、実施形態の電気化学反応装置２）と、前記電気化学反応装置で二酸化炭素が還元されて生成したエチレンからエチレングリコールを合成するエチレングリコール合成装置（例えば、実施形態のエチレングリコール合成装置６）と、を備え、前記エチレングリコール合成装置は、前記電気化学反応装置の二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得る第１反応器（例えば、実施形態の第１反応器４２）と、前記酸化エチレンを水と反応させてエチレングリコールを得る第４反応器（例えば、実施形態の第４反応器４５）と、を備えている。
（３）前記回収装置は、二酸化炭素ガスを吸収液と接触させ、二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収部（例えば、実施形態の吸収部１２）と、二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させる放出部（例えば、実施形態の放出部１３）と、を備え、前記電気化学反応装置で生成したエチレンを多量化して増炭する増炭反応装置（例えば、実施形態の増炭反応装置５）をさらに備え、前記放出部は、前記増炭反応装置の多量化反応で発生した熱を利用して前記吸収液を加熱してもよい。
（４）本発明の一態様に係る炭素化合物の製造方法は、二酸化炭素を回収する工程と、回収した二酸化炭素を電気化学的に還元してエチレンを得る工程と、二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得て、二酸化炭素還元で副生した水素を窒素と反応させてアンモニアを得た後、前記酸化エチレンと前記アンモニアを反応させてエタノールアミンを得る工程と、を含む。
（５）本発明の一態様に係る炭素化合物の製造方法は、二酸化炭素を回収する工程と、回収した二酸化炭素を電気化学的に還元してエチレンを得る工程と、二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得た後、前記酸化エチレンを水と反応させてエチレングリコールを得る工程と、を含む。
（６）（４）又は（５）の炭素化合物の製造方法は、二酸化炭素還元で生成したエチレンを多量化する工程をさらに含んでもよい。 The present invention employs the following aspects.
(1) A carbon compound manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention (for example, the carbon compound manufacturing apparatus 100 of the embodiment) includes a recovery apparatus for recovering carbon dioxide (for example, the recovery apparatus 1 of the embodiment), An electrochemical reactor that electrochemically reduces carbon dioxide recovered by a recovery device (for example, the electrochemical reactor 2 of the embodiment), and ethanolamine from ethylene produced by reducing carbon dioxide in the electrochemical reactor and an ethanolamine synthesizer (for example, the ethanolamine synthesizer 4 of the embodiment) that synthesizes the ethylene produced by the carbon dioxide reduction in the electrochemical reactor and the by-produced oxygen A first reactor (for example, the first reactor 42 of the embodiment) in which ethylene oxide is obtained by reacting the For example, the second reactor 43 of the embodiment) and a third reactor (for example, the implementation and a third reactor 44) of the form
(2) A carbon compound manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention (for example, the carbon compound manufacturing apparatus 200 of the embodiment) includes a recovery apparatus for recovering carbon dioxide (for example, the recovery apparatus 1 of the embodiment), An electrochemical reactor that electrochemically reduces carbon dioxide recovered by a recovery device (for example, the electrochemical reactor 2 of the embodiment); and ethylene glycol from ethylene produced by reducing carbon dioxide in the electrochemical reactor. and an ethylene glycol synthesizer (for example, the ethylene glycol synthesizer 6 of the embodiment) that synthesizes the ethylene glycol produced by the carbon dioxide reduction of the electrochemical reactor and the by-produced oxygen to obtain ethylene oxide (for example, the first reactor 42 of the embodiment), and a fourth reactor (for example, the first reactor of the embodiment to obtain ethylene glycol by reacting the ethylene oxide with water). 4 reactors 45).
(3) The recovery device includes an absorption part (for example, the absorption part 12 of the embodiment) that brings the carbon dioxide gas into contact with the absorption liquid and causes the absorption liquid to absorb the carbon dioxide, and the absorption liquid that has absorbed the carbon dioxide. A carbon-increasing reactor (e.g., an embodiment form of the carbon-enhancing reactor 5), and the release section may heat the absorbent using heat generated by the multimerization reaction in the carbon-enhancing reactor.
(4) A method for producing a carbon compound according to an aspect of the present invention includes a step of recovering carbon dioxide, a step of electrochemically reducing the recovered carbon dioxide to obtain ethylene, and ethylene produced by the carbon dioxide reduction. and by-produced oxygen to obtain ethylene oxide, react hydrogen by-produced by carbon dioxide reduction with nitrogen to obtain ammonia, and then react the ethylene oxide and the ammonia to obtain ethanolamine. and
(5) A method for producing a carbon compound according to an aspect of the present invention includes steps of recovering carbon dioxide, electrochemically reducing the recovered carbon dioxide to obtain ethylene, and producing ethylene by the carbon dioxide reduction. and a step of reacting with oxygen by-produced to obtain ethylene oxide, and then reacting the ethylene oxide with water to obtain ethylene glycol.
(6) The method for producing a carbon compound of (4) or (5) may further include a step of multimerizing ethylene produced by carbon dioxide reduction.

（１）～（６）の態様によれば、二酸化炭素からエタノールアミン、エチレングリコール等の炭素化合物を製造でき、環境負荷を低減できる。 According to the aspects (1) to (6), carbon compounds such as ethanolamine and ethylene glycol can be produced from carbon dioxide, and the environmental load can be reduced.

実施形態の炭素化合物の製造装置を示したブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the block diagram which showed the manufacturing apparatus of the carbon compound of embodiment. 図１の炭素化合物の製造装置における電気化学反応装置の一例を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an electrochemical reaction device in the carbon compound manufacturing apparatus of FIG. 1; 実施形態の炭素化合物の製造装置を示したブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the block diagram which showed the manufacturing apparatus of the carbon compound of embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions and the like of the drawings illustrated in the following description are only examples, and the present invention is not necessarily limited to them, and can be implemented with appropriate changes within the scope of not changing the gist of the present invention. .

［第１の実施形態］
（炭素化合物の製造装置）
図１に示すように、本発明の一態様に係る炭素化合物の製造装置１００（以下、単に「製造装置１００」ともいう。）は、回収装置１と、電気化学反応装置２と、電源貯蔵装置３と、エタノールアミン合成装置４と、増炭反応装置５と、を備えている。回収装置１は、濃縮部１１と、吸収部１２と、放出部１３と、を備えている。電源貯蔵装置３は、変換部３１と、変換部３１と電気的に接続された貯蔵部３２と、を備えている。エタノールアミン合成装置４は、分離部４１と、第１反応器４２と、第２反応器４３と、第３反応器４４と、を備えている。増炭反応装置５は、反応器５１と、気液分離器５２と、を備えている。 [First embodiment]
(Carbon compound manufacturing equipment)
As shown in FIG. 1, an apparatus 100 for producing a carbon compound according to one embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as "production apparatus 100") includes a recovery device 1, an electrochemical reaction device 2, and a power storage device. 3, an ethanolamine synthesis device 4, and a carbon enrichment reactor 5. The recovery device 1 includes an enrichment section 11 , an absorption section 12 and an emission section 13 . The power storage device 3 includes a conversion section 31 and a storage section 32 electrically connected to the conversion section 31 . The ethanolamine synthesis apparatus 4 includes a separation section 41 , a first reactor 42 , a second reactor 43 and a third reactor 44 . The coal-enhancing reactor 5 includes a reactor 51 and a gas-liquid separator 52 .

製造装置１００では、濃縮部１１と吸収部１２はガス流路６１で接続されている。吸収部１２と放出部１３は液流路６２と液流路６３で接続されている。放出部１３と電気化学反応装置２はガス流路６４で接続されている。電気化学反応装置２と分離部４１はガス流路６５で接続されている。電気化学反応装置２と第１反応器４２はガス流路６６で接続されている。分離部４１と第１反応器４２はガス流路６７で接続されている。第１反応器４２と第３反応器４４はガス流路６８で接続されている。分離部４１と第２反応器４３はガス流路６９で接続されている。第２反応器４３と第３反応器４４は液流路７０で接続されている。分離部４１と反応器５１はガス流路７１で接続されている。反応器５１と気液分離器５２はガス流路７２とガス流路７３で接続されている。反応器５１と放出部１３の間には熱媒の循環流路７４が設けられている。濃縮部１１と気液分離器５２はガス流路７５で接続されている。 In the manufacturing apparatus 100 , the concentration section 11 and the absorption section 12 are connected by the gas flow path 61 . The absorbing section 12 and the discharging section 13 are connected by liquid flow paths 62 and 63 . The discharge part 13 and the electrochemical reaction device 2 are connected by a gas flow path 64 . The electrochemical reaction device 2 and the separation section 41 are connected by a gas flow path 65 . The electrochemical reactor 2 and the first reactor 42 are connected by a gas flow path 66 . The separation section 41 and the first reactor 42 are connected by a gas flow path 67 . The first reactor 42 and the third reactor 44 are connected by a gas flow path 68 . The separation section 41 and the second reactor 43 are connected by a gas flow path 69 . The second reactor 43 and the third reactor 44 are connected by a liquid channel 70 . The separation section 41 and the reactor 51 are connected by a gas flow path 71 . The reactor 51 and the gas-liquid separator 52 are connected by a gas channel 72 and a gas channel 73 . A heat medium circulation flow path 74 is provided between the reactor 51 and the discharge section 13 . The concentration section 11 and the gas-liquid separator 52 are connected by a gas flow path 75 .

これら各流路は特に限定されず、公知の配管等を適宜使用できる。ガス流路６１，６４，６９，７１～７３，７５には、コンプレッサー等の送気手段、減圧弁や、圧力計等の計測機器等を適宜設置することができる。また、液流路６２，６３，７０には、ポンプ等の送液手段や、流量計等の計測機器等を適宜設置することができる。 These flow paths are not particularly limited, and known pipes and the like can be used as appropriate. In the gas flow paths 61, 64, 69, 71 to 73, 75, air supply means such as compressors, pressure reducing valves, measuring devices such as pressure gauges, etc. can be appropriately installed. Further, in the liquid flow paths 62 , 63 , 70 , liquid feeding means such as pumps, measuring instruments such as flowmeters, etc. can be appropriately installed.

回収装置１は、二酸化炭素を回収する装置である。
濃縮部１１には、大気、排気ガス等の二酸化炭素を含むガスＧ１が供給される。濃縮部１１では、ガスＧ１の二酸化炭素が濃縮される。濃縮部１１としては、二酸化炭素を濃縮できるものであれば公知の濃縮装置を採用でき、例えば、膜に対する透過速度の違いを利用した膜分離装置、化学的又は物理的な吸着、脱離を利用する吸着分離装置を利用できる。なかでも、エネルギー効率の点から、濃縮部１１としては二酸化炭素を分離できる膜分離装置が好ましい。 The recovery device 1 is a device for recovering carbon dioxide.
The concentration unit 11 is supplied with a carbon dioxide-containing gas G1 such as the atmosphere or an exhaust gas. In the concentrating section 11, the carbon dioxide of the gas G1 is condensed. As the concentration unit 11, a known concentration device can be adopted as long as it can concentrate carbon dioxide. For example, a membrane separation device using a difference in permeation speed with respect to a membrane, chemical or physical adsorption and desorption are used. Adsorption separation equipment can be used. Among them, a membrane separation device capable of separating carbon dioxide is preferable as the concentration unit 11 from the viewpoint of energy efficiency.

濃縮部１１で二酸化炭素が濃縮された濃縮ガスＧ２は、ガス流路６１を通じて吸収部１２に送られる。また、濃縮ガスＧ２と分離された分離ガスＧ３は、ガス流路７５を通じて気液分離器５２に送られる。 Concentrated gas G<b>2 in which carbon dioxide is concentrated in concentrating section 11 is sent to absorbing section 12 through gas channel 61 . Also, the separated gas G3 separated from the concentrated gas G2 is sent to the gas-liquid separator 52 through the gas flow path 75 .

吸収部１２では、濃縮部１１から供給される濃縮ガスＧ２中の二酸化炭素ガスが吸収液Ａと接触し、二酸化炭素が吸収液Ａに溶解されて吸収される。二酸化炭素ガスと吸収液Ａとを接触させる手法としては、特に限定されず、例えば、吸収液Ａ中に濃縮ガスＧ２を吹き込んでバブリングする手法を例示できる。
吸収液Ａとしては、二酸化炭素を吸収でき、加熱によって二酸化ガスを放出するものであればよく、例えば、エタノールアミンを例示できる。 In the absorption section 12, the carbon dioxide gas in the concentrated gas G2 supplied from the concentration section 11 contacts the absorption liquid A, and the carbon dioxide is dissolved in the absorption liquid A and absorbed. The method of bringing the carbon dioxide gas and the absorbent A into contact is not particularly limited, and for example, a method of blowing the concentrated gas G2 into the absorbent A to cause bubbling can be exemplified.
As the absorbing liquid A, any liquid can be used as long as it can absorb carbon dioxide and release carbon dioxide gas when heated. For example, ethanolamine can be exemplified.

吸収部１２で二酸化炭素が吸収された吸収液Ｂは、液流路６２を通じて放出部１３へと送られる。放出部１３では、後述の増炭反応装置５の反応器５１で発生した熱を利用して加熱された熱媒Ｎと吸収液Ｂとの熱交換によって吸収液Ｂが加熱され、吸収液Ｂから二酸化炭素ガスＧ３が放出される。放出部１３としては、例えば、公知の熱交換器を使用できる。
放出部１３で放出された二酸化炭素ガスＧ４は、ガス流路６４を通じて電気化学反応装置２へと送られる。 The absorbent B in which carbon dioxide has been absorbed in the absorbing section 12 is sent to the discharging section 13 through the liquid flow path 62 . In the discharge section 13, the absorption liquid B is heated by heat exchange between the absorption liquid B and the heating medium N heated by utilizing the heat generated in the reactor 51 of the coal-increase reaction device 5 described later. Carbon dioxide gas G3 is released. As the discharge part 13, for example, a known heat exchanger can be used.
The carbon dioxide gas G4 released from the release portion 13 is sent to the electrochemical reaction device 2 through the gas flow path 64. As shown in FIG.

電気化学反応装置２は、二酸化炭素を電気化学的に還元する装置である。図２に示すように、電気化学反応装置２は、カソード２１と、アノード２２と、液流路２３ａを形成するための液流路構造体２３と、ガス流路２４ａが形成されたガス流路構造体２４と、ガス流路２５ａが形成されたガス流路構造体２５と、給電体２６と、給電体２７と、を備えている。 The electrochemical reaction device 2 is a device for electrochemically reducing carbon dioxide. As shown in FIG. 2, the electrochemical reaction device 2 includes a cathode 21, an anode 22, a liquid channel structure 23 for forming a liquid channel 23a, and a gas channel in which a gas channel 24a is formed. It includes a structure 24 , a gas channel structure 25 in which a gas channel 25 a is formed, a power feeder 26 and a power feeder 27 .

電気化学反応装置２では、給電体２６、ガス流路構造体２４、カソード２１、液流路構造体２３、アノード２２、ガス流路構造体２５、給電体２７がこの順に積層されている。液流路構造体２３には複数のスリットが並列して形成されており、各々のスリットにおけるカソード２１とアノード２２と液流路構造体２３とで囲まれた領域が液流路２３ａになっている。ガス流路構造体２４のカソード２１側には溝が形成されており、その溝のガス流路構造体２４とカソード２１に囲まれた部分がガス流路２４ａとなっている。ガス流路構造体２５のアノード２２側には溝が形成されており、その溝のガス流路構造体２５とアノード２２に囲まれた部分がガス流路２５ａとなっている。 In the electrochemical reaction device 2, a power feeder 26, a gas channel structure 24, a cathode 21, a liquid channel structure 23, an anode 22, a gas channel structure 25, and a power feeder 27 are stacked in this order. A plurality of slits are formed in parallel in the liquid channel structure 23, and a region surrounded by the cathode 21, the anode 22, and the liquid channel structure 23 in each slit becomes the liquid channel 23a. there is A groove is formed on the cathode 21 side of the gas channel structure 24, and a portion of the groove surrounded by the gas channel structure 24 and the cathode 21 serves as a gas channel 24a. A groove is formed on the anode 22 side of the gas channel structure 25, and a portion of the groove surrounded by the gas channel structure 25 and the anode 22 serves as a gas channel 25a.

このように、電気化学反応装置２では、カソード２１とアノード２２の間に液流路２３ａが形成され、カソード２１と給電体２６の間にガス流路２４ａが形成され、アノード２２と給電体２７の間にガス流路２５ａが形成されている。給電体２６と給電体２７は、電源貯蔵装置３の貯蔵部３２と電気的に接続されている。また、ガス流路構造体２４とガス流路構造体２５は導電体であり、貯蔵部３２から供給される電力によってカソード２１とアノード２２の間に電圧を印加できるようになっている。 Thus, in the electrochemical reaction device 2, the liquid channel 23a is formed between the cathode 21 and the anode 22, the gas channel 24a is formed between the cathode 21 and the feeder 26, and the anode 22 and the feeder 27 are formed. A gas flow path 25a is formed between them. The feeders 26 and 27 are electrically connected to the reservoir 32 of the power storage device 3 . Moreover, the gas channel structure 24 and the gas channel structure 25 are conductors, so that a voltage can be applied between the cathode 21 and the anode 22 by electric power supplied from the storage section 32 .

カソード２１は、二酸化炭素を還元して炭素化合物を生成し、また水を還元して水素を生成する電極である。カソード２１としては、二酸化炭素を電気化学的に還元でき、かつ生成したガス状の炭素化合物と水素がガス流路２４ａまで透過するものであればよく、例えば、ガス拡散層の液流路２３ａ側にカソード触媒層が形成された電極を例示できる。カソード触媒層は、一部がガス拡散層中に入り込んでいてもよい。ガス拡散層とカソード触媒層の間には、ガス拡散層よりも緻密な多孔質層を配置してもよい。 The cathode 21 is an electrode that reduces carbon dioxide to produce a carbon compound and reduces water to produce hydrogen. As the cathode 21, any material that can electrochemically reduce carbon dioxide and allows the generated gaseous carbon compound and hydrogen to permeate to the gas flow path 24a can be used. An electrode in which a cathode catalyst layer is formed can be exemplified. The cathode catalyst layer may partially enter the gas diffusion layer. A porous layer denser than the gas diffusion layer may be arranged between the gas diffusion layer and the cathode catalyst layer.

カソード触媒層を形成するカソード触媒としては、二酸化炭素の還元を促進する公知の触媒を使用できる。カソード触媒の具体例としては、金、銀、銅、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、鉄、マンガン、チタン、カドミウム、亜鉛、インジウム、ガリウム、鉛、錫等の金属、それらの合金や金属間化合物、ルテニウム錯体、レニウム錯体等の金属錯体を例示できる。なかでも、二酸化炭素の還元が促進される点から、銅、パラジウムが好ましく、銅がより好ましい。カソード触媒としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
カソード触媒としては、金属粒子が炭素材料（カーボン粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン等）に担持された担持触媒を用いてもよい。 A known catalyst that promotes reduction of carbon dioxide can be used as the cathode catalyst that forms the cathode catalyst layer. Specific examples of cathode catalysts include metals such as gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, cobalt, iron, manganese, titanium, cadmium, zinc, indium, gallium, lead, tin, and alloys and intermetallic compounds thereof. , ruthenium complexes, and rhenium complexes. Among them, copper and palladium are preferable, and copper is more preferable, because the reduction of carbon dioxide is promoted. As the cathode catalyst, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
As the cathode catalyst, a supported catalyst in which metal particles are supported on a carbon material (carbon particles, carbon nanotubes, graphene, etc.) may be used.

カソード２１のガス拡散層としては、特に限定されず、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロスを例示できる。
カソード２１の製造方法は、特に限定されず、例えば、ガス拡散層の液流路２３ａ側となる面に、カソード触媒を含む液状組成物を塗布して乾燥する方法を例示できる。 The gas diffusion layer of the cathode 21 is not particularly limited, and examples thereof include carbon paper and carbon cloth.
The method of manufacturing the cathode 21 is not particularly limited, and for example, a method of applying a liquid composition containing a cathode catalyst to the surface of the gas diffusion layer on the side of the liquid flow path 23a and drying it can be exemplified.

アノード２２は、水酸化物イオンを酸化して酸素を生成するための電極である。アノード２２としては、水酸化物イオンを電気化学的に酸化でき、かつ生成した酸素がガス流路２５ａまで透過するものであればよく、例えば、ガス拡散層の液流路２３ａ側にアノード触媒層が形成された電極を例示できる。 Anode 22 is an electrode for oxidizing hydroxide ions to produce oxygen. As the anode 22, any material can be used as long as it can electrochemically oxidize hydroxide ions and allows the generated oxygen to permeate to the gas flow path 25a. can be exemplified.

アノード触媒層を形成するアノード触媒としては、特に限定されず、公知のアノード触媒を使用できる。具体的には、例えば、白金、パラジウム、ニッケル等の金属、それらの合金や金属間化合物、酸化マンガン、酸化イリジウム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化鉄、酸化スズ、酸化インジウム、酸化ルテニウム、酸化リチウム、酸化ランタン等の金属酸化物、ルテニウム錯体、レニウム錯体等の金属錯体を例示できる。アノード触媒としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。 The anode catalyst forming the anode catalyst layer is not particularly limited, and known anode catalysts can be used. Specifically, for example, metals such as platinum, palladium, and nickel, alloys and intermetallic compounds thereof, manganese oxide, iridium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, iron oxide, tin oxide, indium oxide, ruthenium oxide, and lithium oxide. , metal oxides such as lanthanum oxide, and metal complexes such as ruthenium complexes and rhenium complexes. As the anode catalyst, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

アノード２２のガス拡散層としては、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロスを例示できる。また、ガス拡散層としては、メッシュ材、パンチング材、多孔体、金属繊維焼結体等の多孔質体を用いてもよい。多孔質体の材質としては、例えば、チタン、ニッケル、鉄等の金属、これらの合金（例えばＳＵＳ）を例示できる。 Examples of the gas diffusion layer of the anode 22 include carbon paper and carbon cloth. As the gas diffusion layer, a porous material such as a mesh material, a punching material, a porous material, or a metal fiber sintered material may be used. Examples of the material of the porous body include metals such as titanium, nickel and iron, and alloys thereof (for example, SUS).

液流路構造体２３の材質としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を例示できる。
ガス流路構造体２４，２５の材質としては、例えば、チタン、ＳＵＳ等の金属、カーボンを例示できる。
給電体２６，２７の材質としては、例えば、銅、金、チタン、ＳＵＳ等の金属、カーボンを例示できる。給電体２６，２７としては、銅基材の表面に金メッキ等のメッキ処理を施したものを使用してもよい。 Examples of the material of the liquid flow path structure 23 include fluororesins such as polytetrafluoroethylene.
Examples of materials for the gas channel structures 24 and 25 include titanium, metals such as SUS, and carbon.
Examples of materials for the power feeders 26 and 27 include metals such as copper, gold, titanium, SUS, and carbon. As the power feeders 26 and 27, a copper base material having a surface plated with gold or the like may be used.

電気化学反応装置２では、液流路２３ａに電解液が流される。液流路２３ａの出口から流出した電解液は、液流路２３ａの入口に戻されて循環するようになっている。放出部１３から供給されてくる二酸化炭素ガスＧ４はガス流路２４ａに流される。そして、カソード２１とアノード２２に電圧が印加されることで、カソード２１において二酸化炭素が以下の反応で電気化学的に還元され、エチレン及び水素が生成する。カソード２１で生成したエチレン及び水素を含むガス状生成物Ｃは、カソード２１のガス拡散層を透過し、ガス流路２４ａから流出し、ガス流路６５を通じて分離部４１に送られる。
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋２ＯＨ－
２ＣＯ＋８Ｈ２Ｏ→Ｃ２Ｈ４＋８ＯＨ－＋２Ｈ２Ｏ
２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋２ＯＨ－ In the electrochemical reaction device 2, the electrolytic solution is caused to flow through the liquid flow path 23a. The electrolytic solution flowing out from the outlet of the liquid channel 23a is returned to the inlet of the liquid channel 23a and circulated. The carbon dioxide gas G4 supplied from the discharge part 13 is flowed through the gas flow path 24a. By applying a voltage to the cathode 21 and the anode 22, carbon dioxide is electrochemically reduced by the following reaction at the cathode 21 to produce ethylene and hydrogen. A gaseous product C containing ethylene and hydrogen generated at the cathode 21 permeates the gas diffusion layer of the cathode 21 , flows out from the gas channel 24 a, and is sent to the separation section 41 through the gas channel 65 .
CO 2 +H 2 O→CO+2OH −
2CO + 8H2O → C2H4 + 8OH- + 2H2O
2H 2 O→H 2 +2OH −

また、カソード２１で生じた水酸化物イオンは電解液中をアノード２２へと移動し、以下の反応で酸化されて酸素が生成する。アノード２２で生成した酸素ガスＤは、アノード２２のガス拡散層を透過し、ガス流路２５ａから流出して、ガス流路６６を通じて第１反応器４２に送られる。
４ＯＨ－→Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ Also, the hydroxide ions generated at the cathode 21 move through the electrolyte to the anode 22 and are oxidized by the following reaction to generate oxygen. Oxygen gas D generated at the anode 22 permeates the gas diffusion layer of the anode 22 , flows out from the gas channel 25 a and is sent to the first reactor 42 through the gas channel 66 .
4OH − →O 2 +2H 2 O

電源貯蔵装置３は、電気化学反応装置２に電力を供給する装置である。
変換部３１では、再生可能エネルギーが電気エネルギーに変換される。変換部３１としては、特に限定されず、例えば、風力発電機、太陽光発電機、地熱発電機を例示できる。電源貯蔵装置３が備える変換部３１は、１つであってもよく、２つ以上であってもよい。 The power storage device 3 is a device that supplies power to the electrochemical reaction device 2 .
The conversion unit 31 converts the renewable energy into electrical energy. The conversion unit 31 is not particularly limited, and examples thereof include a wind power generator, a solar power generator, and a geothermal power generator. The number of conversion units 31 included in the power storage device 3 may be one, or two or more.

貯蔵部３２では、変換部３１で変換された電気エネルギーが貯蔵される。変換した電気エネルギーを貯蔵部３２で貯蔵することで、変換部が発電していない時間帯も電気化学反応装置２に安定して電力を供給できる。また、再生可能エネルギーを利用する場合、一般に電圧変動が大きくなりやすいが、貯蔵部３２で一旦貯蔵することで、電気化学反応装置２に安定した電圧で電力を供給できる。 The storage unit 32 stores the electrical energy converted by the conversion unit 31 . By storing the converted electrical energy in the storage unit 32, electric power can be stably supplied to the electrochemical reaction device 2 even when the conversion unit is not generating electricity. Also, when renewable energy is used, generally voltage fluctuations tend to be large, but by temporarily storing it in the storage unit 32, it is possible to supply power to the electrochemical reaction device 2 at a stable voltage.

貯蔵部３２としては、充放電が可能なものであればよく、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池を例示できる。なかでも、電気化学システムに用いる電解液との相性の点から、ニッケル水素電池が好ましい。 The storage unit 32 may be any one that can be charged and discharged, and examples thereof include a nickel-metal hydride battery and a lithium-ion secondary battery. Among them, a nickel-metal hydride battery is preferable from the point of compatibility with the electrolyte used in the electrochemical system.

エタノールアミン合成装置４は、電気化学反応装置２で二酸化炭素が還元されて生成したエチレンからエタノールアミンを合成する装置である。
分離部４１では、電気化学反応装置２から供給されるガス状生成物ＣからエチレンガスＥと水素ガスＦが分離される。分離されたエチレンガスＥの一部はガス流路６７を通じて第１反応器４２に送られ、残部はガス流路７２を通じて反応器５１に送られる。 The ethanolamine synthesis device 4 is a device for synthesizing ethanolamine from ethylene produced by reducing carbon dioxide in the electrochemical reaction device 2 .
In the separation section 41 , ethylene gas E and hydrogen gas F are separated from the gaseous product C supplied from the electrochemical reactor 2 . A part of the separated ethylene gas E is sent to the first reactor 42 through the gas passage 67 and the remainder is sent to the reactor 51 through the gas passage 72 .

分離部４１としては、エチレンガスＥと水素ガスＦを分離できるものであればよく、例えば、公知の膜分離装置、圧力スイング吸着装置、又は深冷ガス分離装置を例示できる。なかでも、エネルギー効率の点から、膜分離装置が好ましい。 The separation unit 41 may be any device as long as it can separate the ethylene gas E and the hydrogen gas F. For example, a known membrane separation device, pressure swing adsorption device, or cryogenic gas separation device can be exemplified. Among them, a membrane separator is preferable from the viewpoint of energy efficiency.

第１反応器４２には、ガス流路６７からエチレンガスＥが供給され、ガス流路６６から酸素ガスＤが供給される。第１反応器４２では、触媒の存在下、酸素ガスを用いてエチレンを気相酸化させ、酸化エチレンを合成する。エチレンの気相酸化に用いる触媒としては、公知の触媒を使用でき、例えば、銀触媒を例示できる。
第１反応器４２としては、特に限定されず、固定床反応器等の公知の反応器を使用できる。 The first reactor 42 is supplied with ethylene gas E through a gas flow path 67 and oxygen gas D through a gas flow path 66 . In the first reactor 42, ethylene is gas-phase oxidized using oxygen gas in the presence of a catalyst to synthesize ethylene oxide. As the catalyst used for gas phase oxidation of ethylene, a known catalyst can be used, and for example, a silver catalyst can be exemplified.
The first reactor 42 is not particularly limited, and a known reactor such as a fixed bed reactor can be used.

第２反応器４３には、分離部４１で分離された水素ガスＦがガス流路６９を通じて供給される。また、第２反応器４３には窒素ガスが別途供給される。第２反応器４３では、触媒の存在下、水素と窒素の反応によってアンモニアを合成する。アンモニア合成に用いる触媒としては、公知の触媒を使用でき、例えば、ルテニウム触媒、鉄触媒を例示できる。
第２反応器４３としては、特に限定されず、固定床反応器等の公知の反応器を使用できる。 The hydrogen gas F separated by the separation section 41 is supplied to the second reactor 43 through the gas flow path 69 . Nitrogen gas is separately supplied to the second reactor 43 . In the second reactor 43, ammonia is synthesized by the reaction of hydrogen and nitrogen in the presence of a catalyst. As a catalyst used for ammonia synthesis, a known catalyst can be used, such as a ruthenium catalyst and an iron catalyst.
The second reactor 43 is not particularly limited, and a known reactor such as a fixed bed reactor can be used.

第３反応器４４には、第１反応器４２で合成した酸化エチレンガスＨがガス流路６８を通じて供給され、第２反応器４３で合成したアンモニアＩが液流路７０を通じて供給される。第３反応器４４では、触媒の存在下、酸化エチレンとアンモニアの反応によってエタノールアミンを合成する。酸化エチレンとアンモニアの反応に用いる触媒としては、公知の触媒を使用でき、例えば、ゼオライト触媒を例示できる。
第３反応器４４としては、特に限定されず、固定床反応器等の公知の反応器を使用できる。 The ethylene oxide gas H synthesized in the first reactor 42 is supplied to the third reactor 44 through the gas flow path 68 , and the ammonia I synthesized in the second reactor 43 is supplied through the liquid flow path 70 . In the third reactor 44, ethanolamine is synthesized by the reaction of ethylene oxide and ammonia in the presence of a catalyst. As a catalyst used for the reaction of ethylene oxide and ammonia, a known catalyst can be used, for example, a zeolite catalyst.
The third reactor 44 is not particularly limited, and a known reactor such as a fixed bed reactor can be used.

増炭反応装置５は、電気化学反応装置２で二酸化炭素が還元されて生成したエチレンを多量化して増炭する装置である。
電気化学反応装置２のカソード２１で生成したガス状生成物Ｃから分離部４１で分離されたエチレンガスＥは、ガス流路７１を通じて反応器５１に送られる。反応器５１では、オレフィン多量化触媒の存在下、エチレンの多量化反応を行う。これにより、例えば、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテン等の増炭されたオレフィンを製造できる。 The coal-increase reactor 5 is a device for increasing the amount of ethylene produced by the reduction of carbon dioxide in the electrochemical reactor 2 to increase coal.
Ethylene gas E separated in the separation section 41 from the gaseous product C produced at the cathode 21 of the electrochemical reactor 2 is sent to the reactor 51 through the gas flow path 71 . In the reactor 51, an ethylene polymerization reaction is carried out in the presence of an olefin polymerization catalyst. This makes it possible to produce carbon-rich olefins such as 1-butene, 1-hexene, 1-octene, and the like.

オレフィン多量化触媒としては、特に限定されず、多量化反応に用いられる公知の触媒を使用でき、例えば、ゼオライトを用いた固体酸触媒、遷移金属錯体化合物を例示できる。 The olefin multimerization catalyst is not particularly limited, and known catalysts used for multimerization reactions can be used, for example, solid acid catalysts using zeolite and transition metal complex compounds can be exemplified.

この例の増炭反応装置５では、反応器５１から流出する多量化反応後の生成ガスＫは、ガス流路７２を通じて気液分離器５２に送られる。炭素数６以上のオレフィンは常温で液体である。そのため、例えば炭素数６以上のオレフィンを目的の炭素化合物とする場合、気液分離器５２の温度を３０℃程度にすることで、炭素数６以上のオレフィン（オレフィン液Ｌ）と炭素数６未満のオレフィン（オレフィンガスＭ）とを容易に気液分離できる。また、気液分離器５２の温度を上げることで、得られるオレフィン液Ｌの炭素数を大きくすることができる。 In the carbon enrichment reactor 5 of this example, the product gas K after the multimerization reaction flowing out of the reactor 51 is sent to the gas-liquid separator 52 through the gas flow path 72 . Olefins having 6 or more carbon atoms are liquid at room temperature. Therefore, for example, when an olefin having 6 or more carbon atoms is used as the target carbon compound, by setting the temperature of the gas-liquid separator 52 to about 30 ° C., the olefin having 6 or more carbon atoms (olefin liquid L) and less than 6 carbon atoms can be easily separated from the olefin (olefin gas M). Also, by increasing the temperature of the gas-liquid separator 52, the number of carbon atoms in the obtained olefin liquid L can be increased.

回収装置１の濃縮部１１に供給するガスＧ１が大気であれば、気液分離器５２における生成ガスＫの冷却には、濃縮部１１からガス流路７５を通じて送られてくる分離ガスＧ３を利用してもよい。例えば冷却管を備える気液分離器５２を用い、冷却管内に分離ガスＧ３を通し、冷却管外に生成ガスＫを通して、冷却管の表面で凝集させてオレフィン液Ｌとする。また、気液分離器５２で分離されたオレフィンガスＭは、エチレン等の未反応成分や、目的のオレフィンよりも炭素数が少ないオレフィンを含むため、ガス流路７３を通じて反応器５１に返送して多量化反応に再利用することができる。 If the gas G1 supplied to the concentrating section 11 of the recovery device 1 is the air, the separation gas G3 sent from the concentrating section 11 through the gas flow path 75 is used for cooling the produced gas K in the gas-liquid separator 52. You may For example, using a gas-liquid separator 52 equipped with a cooling pipe, the separated gas G3 is passed through the cooling pipe and the generated gas K is passed outside the cooling pipe, and is condensed on the surface of the cooling pipe to form the olefin liquid L. In addition, the olefin gas M separated by the gas-liquid separator 52 contains unreacted components such as ethylene and olefins having a carbon number smaller than that of the target olefin. It can be reused for multimerization reactions.

反応器５１におけるエチレンの多量化反応は、供給物質の方が生成物質よりもエンタルピーが高く、反応エンタルピーが負となる発熱反応である。製造装置１００では、増炭反応装置５の反応器５１で発生した反応熱を利用して熱媒Ｎを加熱し、循環流路７４を通じて熱媒Ｎを放出部１３に循環させ、吸収液Ｂの加熱に利用する。 The ethylene multimerization reaction in the reactor 51 is an exothermic reaction in which the feed material has a higher enthalpy than the product material and the reaction enthalpy is negative. In the manufacturing apparatus 100, the heat of reaction generated in the reactor 51 of the coal-increase reactor 5 is used to heat the heat medium N, and the heat medium N is circulated through the circulation flow path 74 to the release section 13, so that the absorption liquid B is Used for heating.

増炭反応装置５は、電気化学反応装置２で生成する水素を利用して、エチレンを多量化して得たオレフィンの水素化反応を行う反応器や、オレフィンやパラフィンの異性化反応を行う反応器をさらに備えていてもよい。オレフィンの多量化には、例えば、分離部４１で分離された水素ガスＦを利用することができる。 The carbon enrichment reactor 5 is a reactor for hydrogenation reaction of olefin obtained by enriching ethylene using hydrogen generated in the electrochemical reactor 2, or a reactor for isomerization reaction of olefin or paraffin. may further comprise For example, the hydrogen gas F separated by the separation unit 41 can be used for olefin enrichment.

（炭素化合物の製造方法）
本発明の一態様に係る炭素化合物の製造方法は、以下の工程（ａ）～（ｃ）を含む方法である。
工程（ａ）：二酸化炭素を回収する。
工程（ｂ）：回収した二酸化炭素を電気化学的に還元してエチレンを得る。
工程（ｃ）：二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得て、二酸化炭素還元で副生した水素を窒素と反応させてアンモニアを得た後、前記酸化エチレンと前記アンモニアを反応させてエタノールアミンを得る。 (Method for producing carbon compound)
A method for producing a carbon compound according to one aspect of the present invention is a method including the following steps (a) to (c).
Step (a): Recover carbon dioxide.
Step (b): Ethylene is obtained by electrochemically reducing the recovered carbon dioxide.
Step (c): Ethylene oxide is obtained by reacting ethylene produced by carbon dioxide reduction with oxygen produced as a by-product, hydrogen produced as a by-product of carbon dioxide reduction is reacted with nitrogen to produce ammonia, and then the oxidation is performed. Ethanolamine is obtained by reacting ethylene with the ammonia.

製造装置１００のように、増炭反応装置をさらに備える製造装置を用いる場合、炭素化合物の製造方法は、工程（ａ）～（ｃ）に加えて、以下の工程（ｄ）をさらに含む。以下、本実施態様に係る炭素化合物の製造方法として、前記した製造装置１００を用いる例について説明する。
工程（ｄ）：二酸化炭素還元で生成したエチレンを多量化する。 When using a production apparatus further comprising a carbon-increasing reactor, such as the production apparatus 100, the method for producing a carbon compound further includes the following step (d) in addition to steps (a) to (c). Hereinafter, an example using the manufacturing apparatus 100 described above will be described as a method for manufacturing a carbon compound according to this embodiment.
Step (d): Enrich ethylene produced by carbon dioxide reduction.

工程（ａ）では、まず排気ガス、大気等をガスＧ１として濃縮部１１に供給し、二酸化炭素を濃縮して濃縮ガスＧ２とする。濃縮ガスＧ２の二酸化炭素濃度は、適宜設定することができ、例えば、２５～８５体積％とすることができる。 In step (a), exhaust gas, air, etc. are supplied as gas G1 to the concentrating section 11, and carbon dioxide is condensed to obtain concentrated gas G2. The carbon dioxide concentration of the concentrated gas G2 can be set as appropriate, and can be, for example, 25 to 85% by volume.

次いで、濃縮部１１から濃縮ガスＧ２を吸収部１２に供給し、濃縮ガスＧ２を吸収液Ａと接触させ、濃縮ガスＧ２中の二酸化炭素を吸収液Ａに溶解させて吸収させる。二酸化炭素を吸収した吸収液Ｂを放出部１３に送り、反応器５１から供給される熱媒Ｎとの熱交換によって加熱して二酸化炭素ガスＧ４を放出させる。放出された二酸化炭素ガスＧ４は、電気化学反応装置２に供給する。 Next, the concentrated gas G2 is supplied from the enrichment part 11 to the absorption part 12, the concentrated gas G2 is brought into contact with the absorbent A, and the carbon dioxide in the concentrated gas G2 is dissolved in the absorbent A and absorbed. The absorbent B that has absorbed carbon dioxide is sent to the release section 13 and heated by heat exchange with the heat medium N supplied from the reactor 51 to release carbon dioxide gas G4. The released carbon dioxide gas G4 is supplied to the electrochemical reactor 2.

工程（ｂ）では、電気化学反応装置２の液流路２３ａに電解液を流し、ガス流路２４ａに二酸化炭素ガスＣを流し、電源貯蔵装置３から電気化学反応装置２に電力を供給してカソード２１とアノード２２の間に電圧を印加する。そして、カソード２１で二酸化炭素を電気化学的に還元し、エチレンと水素を含むガス状生成物Ｃを生成させる。ガス状生成物Ｃは、カソード２１のガス拡散層を透過し、ガス流路２４ａから流出し、分離部４１に送られる。また、アノード２２では電解液中の水酸化物イオンが酸化されて酸素ガスＤが発生する。酸素ガスＤは、アノード２２のガス拡散層を透過し、ガス流路２５ａから流出し、第１反応器４２に送られる。 In step (b), an electrolytic solution is flowed through the liquid channel 23a of the electrochemical reaction device 2, carbon dioxide gas C is flowed through the gas flow channel 24a, and electric power is supplied from the power storage device 3 to the electrochemical reaction device 2. A voltage is applied between cathode 21 and anode 22 . Then, carbon dioxide is electrochemically reduced at the cathode 21 to produce a gaseous product C containing ethylene and hydrogen. The gaseous product C permeates the gas diffusion layer of the cathode 21 , flows out from the gas flow path 24 a and is sent to the separation section 41 . At the anode 22, hydroxide ions in the electrolyte are oxidized to generate oxygen gas D. As shown in FIG. The oxygen gas D permeates the gas diffusion layer of the anode 22 , flows out from the gas flow path 25 a and is sent to the first reactor 42 .

工程（ｃ）では、分離部４１でガス状生成物ＣからエチレンガスＥと水素ガスＦを分離し、エチレンガスＥを第１反応器４２に供給し、水素ガスＦを第２反応器４３に供給する。また、電気化学反応装置２のアノード２２で副生した酸素ガスＤを第１反応器４２に供給する。そして、第１反応器４２において、例えば銀触媒の存在下、酸素ガスを用いてエチレンを気相酸化して酸化エチレンを合成する。エチレンの気相酸化の反応温度は、適宜設定でき、例えば、２００～３００℃とすることができる。 In step (c), ethylene gas E and hydrogen gas F are separated from the gaseous product C in the separation unit 41, the ethylene gas E is supplied to the first reactor 42, and the hydrogen gas F is supplied to the second reactor 43. supply. Also, the oxygen gas D by-produced at the anode 22 of the electrochemical reaction device 2 is supplied to the first reactor 42 . Then, in the first reactor 42, for example, ethylene is gas-phase oxidized using oxygen gas in the presence of a silver catalyst to synthesize ethylene oxide. The reaction temperature for gas-phase oxidation of ethylene can be appropriately set, and can be, for example, 200 to 300.degree.

また、第２反応器において、例えばルテニウム触媒の存在下、水素と窒素とを反応させてアンモニアを合成する。アンモニア合成の反応温度は、適宜設定でき、例えば、３００～４００℃とすることができる。アンモニア合成の反応圧力は、適宜設定でき、例えば、３～８ＭＰａとすることができる。 Further, in the second reactor, for example, hydrogen and nitrogen are reacted in the presence of a ruthenium catalyst to synthesize ammonia. The reaction temperature for ammonia synthesis can be set as appropriate, and can be, for example, 300 to 400.degree. The reaction pressure for ammonia synthesis can be set appropriately, and can be, for example, 3 to 8 MPa.

次いで、第１反応器４２で合成した酸化エチレンガスＨと、第２反応器４３で合成したアンモニアＩを第３反応器４４に供給し、例えばゼオライト触媒の存在下、酸化エチレンとアンモニアを反応させてエタノールアミンＪを合成する。エタノールアミン合成の反応温度は、適宜設定でき、例えば、２０～１５０℃とすることができる。エタノールアミン合成の反応圧力は、適宜設定でき、例えば、５～１５ＭＰａとすることができる。 Next, the ethylene oxide gas H synthesized in the first reactor 42 and the ammonia I synthesized in the second reactor 43 are supplied to the third reactor 44, and the ethylene oxide and ammonia are reacted in the presence of, for example, a zeolite catalyst. to synthesize ethanolamine J. The reaction temperature for ethanolamine synthesis can be appropriately set, and can be, for example, 20 to 150°C. The reaction pressure for ethanolamine synthesis can be set appropriately, and can be, for example, 5 to 15 MPa.

工程（ｄ）では、分離部４１で分離したエチレンガスＥを反応器５１に送り、反応器５１内でオレフィン多量化触媒と気相接触させ、エチレンを多量化する。これにより、エチレンが多量化されたオレフィンが得られる。例えば炭素数６以上のオレフィンを目的の炭素化合物とする場合、反応器５１から出た生成ガスＫを気液分離器５２に送り、３０℃程度まで冷却する。そうすると、目的の炭素数６以上のオレフィン（例えば１－ヘキセン）が液化し、炭素数６未満のオレフィンはガスのままとなるため、オレフィン液ＬとオレフィンガスＭとして容易に分離できる。気液分離するオレフィン液ＫとオレフィンガスＭの炭素数は、気液分離の温度によって調節できる。 In the step (d), the ethylene gas E separated in the separation unit 41 is sent to the reactor 51, where it is brought into gas phase contact with an olefin enrichment catalyst to enrich ethylene. This gives an ethylene-enriched olefin. For example, when an olefin having 6 or more carbon atoms is used as the target carbon compound, the product gas K from the reactor 51 is sent to the gas-liquid separator 52 and cooled to about 30°C. Then, the target olefin having 6 or more carbon atoms (eg, 1-hexene) is liquefied, and the olefin having less than 6 carbon atoms remains gaseous, so that the olefin liquid L and the olefin gas M can be easily separated. The number of carbon atoms in the olefin liquid K and the olefin gas M to be gas-liquid separated can be adjusted by the temperature of the gas-liquid separation.

気液分離後のオレフィンガスＭは、反応器５１に返送して多層化反応に再利用することができる。このように、目的のオレフィンよりも炭素数が少ないオレフィンを反応器５１と気液分離器５２の間で循環させる場合、反応器５１では原料ガス（エチレンガスＥとオレフィンガスＭとの混合ガス）と触媒との接触時間を調節し、各分子が平均１回の多層化反応を起こす条件に制御することが好ましい。これにより、反応器５１で生成するオレフィンの炭素数が意図せず大きくなることが抑制されるため、気液分離器５２において目的の炭素数のオレフィン（オレフィン液Ｌ）を選択的に分離できる。 The olefin gas M after the gas-liquid separation can be returned to the reactor 51 and reused for the multi-layering reaction. In this way, when an olefin having a carbon number smaller than that of the target olefin is circulated between the reactor 51 and the gas-liquid separator 52, the raw material gas (a mixed gas of ethylene gas E and olefin gas M) is It is preferable to adjust the contact time between the molecule and the catalyst so that each molecule undergoes a multi-layering reaction once on average. This suppresses an unintentional increase in the carbon number of the olefin produced in the reactor 51 , so that the gas-liquid separator 52 can selectively separate the olefin having the target carbon number (olefin liquid L).

このような方法によれば、再生可能な炭素源から有価物を高い選択性で効率良く得ることができる。そのため、フィッシャー・トロプシュ（ＦＴ）合成法やＭｔＧ法を利用する従来の石油化学において必要な蒸留塔等の大型の精製設備を必要とせず、総合的に見て経済面で優位である。 According to such a method, a valuable substance can be efficiently obtained from a renewable carbon source with high selectivity. Therefore, it does not require large-scale refining equipment such as a distillation column, which is required in conventional petrochemicals using the Fischer-Tropsch (FT) synthesis method or the MtG method, and is economically superior overall.

多量化反応の反応温度は、２００～３００℃が好ましい。
多量化反応の反応時間、すなわち原料ガスとオレフィン多量化触媒との接触時間は、過度な多量化反応が抑制されて目的の炭素化合物の選択率が向上する点から、０．０３～０．０６秒が好ましい。 The reaction temperature for the multimerization reaction is preferably 200 to 300°C.
The reaction time of the multimerization reaction, that is, the contact time between the raw material gas and the olefin multimerization catalyst is 0.03 to 0.06 from the viewpoint that excessive multimerization reaction is suppressed and the selectivity of the target carbon compound is improved. Seconds are preferred.

以上説明したように、本実施態様では、再生可能エネルギーを利用し、二酸化炭素の電気化学反応によって生成するエチレンと酸素から酸化エチレンを合成し、さらに酸化エチレンとアンモニアを反応させてエタノールアミンを製造する。このように、本実施態様は、二酸化炭素からエタノールアミンが得られるカーボンネガティブエミッション技術であり、環境負荷を低減できる。また酸化エチレンの合成以降は従来の工業製品の製造プロセスも利用できるサスティナブルな技術でもある。また、製造装置１００を用いる実施態様では、二酸化炭素からオレフィンやパラフィンを製造しつつ、エタノールアミンを製造して吸収液を再生することもできる。 As described above, in the present embodiment, renewable energy is used to synthesize ethylene oxide from ethylene and oxygen produced by the electrochemical reaction of carbon dioxide, and then ethylene oxide and ammonia are reacted to produce ethanolamine. do. As described above, this embodiment is a carbon negative emission technology for obtaining ethanolamine from carbon dioxide, and can reduce the environmental load. In addition, after the synthesis of ethylene oxide, it is also a sustainable technology that can be used in the manufacturing process of conventional industrial products. In addition, in the embodiment using the manufacturing apparatus 100, ethanolamine can be manufactured to regenerate the absorbent while manufacturing olefins and paraffins from carbon dioxide.

［第２の実施形態］
（炭素化合物の製造装置）
図３に示すように、本発明の一態様に係る炭素化合物の製造装置２００（以下、単に「製造装置２００」ともいう。）は、回収装置１と、電気化学反応装置２と、電源貯蔵装置３と、エチレングリコール合成装置６と、増炭反応装置５と、を備えている。製造装置２００は、エタノールアミン合成装置４の代わりにエチレングリコール合成装置６を備える以外は、製造装置１００と同様の態様である。図３における図１と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。 [Second embodiment]
(Carbon compound manufacturing equipment)
As shown in FIG. 3, a carbon compound manufacturing apparatus 200 according to one embodiment of the present invention (hereinafter also simply referred to as "manufacturing apparatus 200") includes a recovery device 1, an electrochemical reaction device 2, and a power storage device. 3, an ethylene glycol synthesis device 6, and a carbon enrichment reactor 5. The manufacturing apparatus 200 has the same aspect as the manufacturing apparatus 100 except that the ethylene glycol synthesizing apparatus 6 is provided instead of the ethanolamine synthesizing apparatus 4 . The same parts in FIG. 3 as those in FIG.

エチレングリコール合成装置６は、分離部４１と、第１反応器４２と、第４反応器４５と、を備えている。第１反応器４２と第４反応器４５はガス流路６８で接続されている。エチレングリコール合成装置６は、第２反応器４３を備えておらず、第３反応器４４の代わりに第４反応器４５を備えている以外は、エタノールアミン合成装置４と同様の態様である。 The ethylene glycol synthesis apparatus 6 includes a separation section 41 , a first reactor 42 and a fourth reactor 45 . The first reactor 42 and the fourth reactor 45 are connected by a gas flow path 68 . The ethylene glycol synthesizer 6 has the same configuration as the ethanolamine synthesizer 4 except that the second reactor 43 is not provided and the fourth reactor 45 is provided instead of the third reactor 44 .

第４反応器４５には、第１反応器４２で合成した酸化エチレンガスＨがガス流路６８を通じて供給される。第４反応器４５では、触媒の存在下、酸化エチレンと水の反応によってエチレングリコールを合成する。酸化エチレンと水の反応に用いる触媒としては、公知の触媒を使用でき、例えば、モリブデンや、三酸化モリブデン、モリブデン酸、モリブデン酸アンモニウム等のモリブデン化合物を例示できる。
第４反応器４５としては、特に限定されず、固定床反応器等の公知の反応器を使用できる。 The ethylene oxide gas H synthesized in the first reactor 42 is supplied to the fourth reactor 45 through a gas flow path 68 . In the fourth reactor 45, ethylene glycol is synthesized by the reaction of ethylene oxide and water in the presence of a catalyst. A known catalyst can be used as a catalyst for the reaction of ethylene oxide and water, and examples thereof include molybdenum, molybdenum trioxide, molybdenum acid, and molybdenum compounds such as ammonium molybdate.
The fourth reactor 45 is not particularly limited, and a known reactor such as a fixed bed reactor can be used.

（炭素化合物の製造方法）
本発明の一態様に係る炭素化合物の製造方法は、以下の工程（ａ）、（ｂ）、（ｅ）を含む方法である。
工程（ａ）：二酸化炭素を回収する。
工程（ｂ）：回収した二酸化炭素を電気化学的に還元してエチレンを得る。
工程（ｅ）：二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得た後、前記酸化エチレンを水と反応させてエチレングリコールを得る。 (Method for producing carbon compound)
A method for producing a carbon compound according to one aspect of the present invention is a method including the following steps (a), (b), and (e).
Step (a): Recover carbon dioxide.
Step (b): Ethylene is obtained by electrochemically reducing the recovered carbon dioxide.
Step (e): Ethylene produced by carbon dioxide reduction is reacted with oxygen by-produced to obtain ethylene oxide, and then the ethylene oxide is reacted with water to obtain ethylene glycol.

製造装置２００のように、増炭反応装置をさらに備える製造装置を用いる場合、炭素化合物の製造方法は、工程（ａ）、（ｂ）、（ｅ）に加えて、前記した工程（ｄ）をさらに含む。以下、本実施態様に係る炭素化合物の製造方法として、前記した製造装置２００を用いる例について説明する。 When using a manufacturing apparatus further comprising a carbon-increasing reactor, such as the manufacturing apparatus 200, the method for manufacturing a carbon compound includes steps (a), (b), and (e) as well as the above-described step (d). Including further. Hereinafter, an example using the manufacturing apparatus 200 described above will be described as a method for manufacturing a carbon compound according to this embodiment.

工程（ａ）、工程（ｂ）及び工程（ｄ）は、製造装置１００を用いる方法の工程（ａ）、工程（ｂ）及び工程（ｄ）と同様に実施できる。
工程（ｅ）では、製造装置１００を用いる方法の工程（ｃ）と同様に、第１反応器４２に、分離部４１からエチレンガスＥを供給し、電気化学反応装置２から酸素ガスＤを供給して、エチレンの気相酸化によって酸化エチレンを合成する。 Step (a), step (b) and step (d) can be performed in the same manner as step (a), step (b) and step (d) of the method using the manufacturing apparatus 100 .
In step (e), similarly to step (c) of the method using the manufacturing apparatus 100, the first reactor 42 is supplied with ethylene gas E from the separation unit 41 and oxygen gas D from the electrochemical reactor 2. As a result, ethylene oxide is synthesized by gas-phase oxidation of ethylene.

次いで、第１反応器４２で合成した酸化エチレンガスＨを第３反応器４４に供給し、例えばモリブデン触媒の存在下、酸化エチレンと水を反応させてエチレングリコールを合成する。エチレングリコール合成の反応温度は、適宜設定でき、例えば、５０～２５０℃とすることができる。エチレングリコール合成の反応圧力は、適宜設定でき、例えば、０．５～２．５ＭＰａとすることができる。 Next, the ethylene oxide gas H synthesized in the first reactor 42 is supplied to the third reactor 44, and ethylene glycol is synthesized by reacting ethylene oxide and water in the presence of, for example, a molybdenum catalyst. The reaction temperature for synthesizing ethylene glycol can be appropriately set, and can be, for example, 50 to 250.degree. The reaction pressure for ethylene glycol synthesis can be set as appropriate, and can be, for example, 0.5 to 2.5 MPa.

以上説明したように、本実施態様では、再生可能エネルギーを利用し、二酸化炭素の電気化学反応によって生成するエチレンと酸素から酸化エチレンを合成し、さらに酸化エチレンと水を反応させてエチレングリコールを製造する。このように、本実施態様は、二酸化炭素からエチレングリコールが得られるカーボンネガティブエミッション技術であり、環境負荷を低減できる。また、酸化エチレンの合成以降は従来の工業製品の製造プロセスも利用できるサスティナブルな技術でもある。 As described above, in the present embodiment, renewable energy is used to synthesize ethylene oxide from ethylene and oxygen produced by the electrochemical reaction of carbon dioxide, and then ethylene glycol is produced by reacting ethylene oxide and water. do. As described above, this embodiment is a carbon negative emission technology for obtaining ethylene glycol from carbon dioxide, and can reduce the environmental load. In addition, after the synthesis of ethylene oxide, it is also a sustainable technology that can be used in the manufacturing process of conventional industrial products.

なお、本発明の炭素化合物の製造装置及び製造方法は、前記した製造装置１００及び製造装置２００を用いるものには限定されない。本発明の一態様に係る炭素化合物の製造装置は、製造装置１００や製造装置２００において、増炭反応装置を備えていない態様であってもよい。その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。 The production apparatus and production method of the carbon compound of the present invention are not limited to those using the production apparatus 100 and the production apparatus 200 described above. The apparatus for producing a carbon compound according to one aspect of the present invention may be an aspect in which the production apparatus 100 or the production apparatus 200 does not include the carbon-increase reaction device. In addition, it is possible to appropriately replace the constituent elements in the above-described embodiment with well-known constituent elements without departing from the spirit of the present invention, and the modifications described above may be combined as appropriate.

１００，２００…炭素化合物の製造装置、１…回収装置、２…電気化学反応装置、３…電源貯蔵装置、４…エタノールアミン合成装置、５…増炭反応装置、６…エチレングリコール合成装置、１１…濃縮部、１２…吸収部、１３…放出部、４１…分離部、４２…第１反応器、４３…第２反応器、４４…第３反応器、４５…第４反応器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200... Carbon compound manufacturing apparatus 1... Recovery apparatus 2... Electrochemical reaction apparatus 3... Power supply storage apparatus 4... Ethanolamine synthesis apparatus 5... Carbon enrichment reaction apparatus 6... Ethylene glycol synthesis apparatus 11 ... Enrichment section, 12 ... Absorption section, 13 ... Emission section, 41 ... Separation section, 42 ... First reactor, 43 ... Second reactor, 44 ... Third reactor, 45 ... Fourth reactor.

Claims (6)

二酸化炭素を回収する回収装置と、前記回収装置で回収した二酸化炭素を電気化学的に還元する電気化学反応装置と、前記電気化学反応装置で二酸化炭素が還元されて生成したエチレンからエタノールアミンを合成するエタノールアミン合成装置と、を備え、
前記エタノールアミン合成装置は、前記電気化学反応装置の二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得る第１反応器と、前記電気化学反応装置で副生した水素を窒素と反応させてアンモニアを得る第２反応器と、前記第１反応器で得た酸化エチレンと前記第２反応器で得たアンモニアとを反応させてエタノールアミンを得る第３反応器と、を備える、炭素化合物の製造装置。 A recovery device for recovering carbon dioxide, an electrochemical reaction device for electrochemically reducing the carbon dioxide recovered by the recovery device, and synthesis of ethanolamine from ethylene produced by the reduction of carbon dioxide in the electrochemical reaction device. an ethanolamine synthesizer for
The ethanolamine synthesizing apparatus includes a first reactor for obtaining ethylene oxide by reacting ethylene produced by carbon dioxide reduction in the electrochemical reactor with oxygen produced as a by-product, and hydrogen produced as a by-product in the electrochemical reactor. with nitrogen to obtain ammonia, a third reactor for obtaining ethanolamine by reacting ethylene oxide obtained in the first reactor with ammonia obtained in the second reactor, A carbon compound manufacturing apparatus. 二酸化炭素を回収する回収装置と、前記回収装置で回収した二酸化炭素を電気化学的に還元する電気化学反応装置と、前記電気化学反応装置で二酸化炭素が還元されて生成したエチレンからエチレングリコールを合成するエチレングリコール合成装置と、を備え、
前記エチレングリコール合成装置は、前記電気化学反応装置の二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得る第１反応器と、前記酸化エチレンを水と反応させてエチレングリコールを得る第４反応器と、を備え、
前記エチレングリコール合成装置に、前記電気化学反応装置で得られるガス状生成物からエチレンガスと水素ガスとを分離する分離部がさらに設けられ、前記分離部で分離したエチレンガスが前記第１反応器に供給される、炭素化合物の製造装置。 A recovery device for recovering carbon dioxide, an electrochemical reaction device for electrochemically reducing the carbon dioxide recovered by the recovery device, and synthesis of ethylene glycol from ethylene produced by the reduction of carbon dioxide in the electrochemical reaction device. an ethylene glycol synthesizer for
The ethylene glycol synthesis apparatus includes a first reactor for obtaining ethylene oxide by reacting ethylene produced by carbon dioxide reduction in the electrochemical reaction apparatus and by-produced oxygen, and a first reactor for obtaining ethylene oxide by reacting the ethylene oxide with water to produce ethylene. a fourth reactor for obtaining glycol ;
The ethylene glycol synthesizing apparatus is further provided with a separation section for separating ethylene gas and hydrogen gas from the gaseous products obtained in the electrochemical reaction apparatus, and the ethylene gas separated in the separation section is separated into the first reactor. Equipment for manufacturing carbon compounds supplied to 前記回収装置は、二酸化炭素ガスを吸収液と接触させ、二酸化炭素を前記吸収液に吸収させる吸収部と、二酸化炭素を吸収した前記吸収液を加熱して二酸化炭素ガスを放出させる放出部と、を備え、
前記電気化学反応装置で生成したエチレンを多量化して増炭する増炭反応装置をさらに備え、
前記放出部は、前記増炭反応装置の多量化反応で発生した熱を利用して前記吸収液を加熱する、請求項１又は２に記載の炭素化合物の製造装置。 The recovery device includes an absorption part that brings carbon dioxide gas into contact with an absorption liquid and absorbs carbon dioxide into the absorption liquid, a release part that heats the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide and releases carbon dioxide gas, with
further comprising a carbon enrichment reactor for increasing the amount of ethylene produced in the electrochemical reactor,
3. The apparatus for producing a carbon compound according to claim 1, wherein said release section heats said absorption liquid using heat generated by a multimerization reaction in said carbon-enhancing reactor. 二酸化炭素を回収する工程と、
回収した二酸化炭素を電気化学的に還元してエチレンを得る工程と、
二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得て、二酸化炭素還元で副生した水素を窒素と反応させてアンモニアを得た後、前記酸化エチレンと前記アンモニアを反応させてエタノールアミンを得る工程と、を含む、炭素化合物の製造方法。 recovering carbon dioxide;
a step of electrochemically reducing the recovered carbon dioxide to obtain ethylene;
Ethylene oxide is obtained by reacting ethylene produced by carbon dioxide reduction with oxygen produced as a by-product, hydrogen produced as a by-product by carbon dioxide reduction is reacted with nitrogen to obtain ammonia, and then the ethylene oxide and the ammonia are produced. and a step of reacting to obtain ethanolamine. 二酸化炭素を回収する工程と、
回収した二酸化炭素を電気化学的に還元してエチレンを得る工程と、
二酸化炭素還元で生成したエチレンと副生した酸素とを反応させて酸化エチレンを得た後、前記酸化エチレンを水と反応させてエチレングリコールを得る工程と、を含む、炭素化合物の製造方法。 recovering carbon dioxide;
a step of electrochemically reducing the recovered carbon dioxide to obtain ethylene;
A method for producing a carbon compound, comprising a step of reacting ethylene produced by carbon dioxide reduction with by-produced oxygen to obtain ethylene oxide, and then reacting the ethylene oxide with water to obtain ethylene glycol. 二酸化炭素還元で生成したエチレンを多量化する工程をさらに含む、請求項４又は５に記載の炭素化合物の製造方法。 6. The method for producing a carbon compound according to claim 4, further comprising a step of enriching ethylene produced by carbon dioxide reduction.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004176129A (en) 2002-11-27 2004-06-24 Kotaro Ogura Method for manufacturing ethylene selectively from carbon dioxide
JP2011519942A (en) 2008-05-07 2011-07-14 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー Process for producing olefin oxide, 1,2-diol, 1,2-diol ether, 1,2-carbonate or alkanolamine
US20110237839A1 (en) 2007-11-22 2011-09-29 Gwa Beteilungs & Management Gmbh Modular power plant unconnected to the grid
JP2018512392A (en) 2015-03-05 2018-05-17 サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フエンノートシャップ Systems and methods for the production of ethylene oxide, ethylene glycol, and / or ethanolamine
WO2020109295A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A process for electrochemical conversion of carbon dioxide

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001316310A (en) * 2000-05-08 2001-11-13 Nippon Shokubai Co Ltd Method for producing highly pure ethylene glycol
FR2851564A1 (en) * 2003-02-24 2004-08-27 Bp Lavera Snc Combined process for the manufacture of ethylene oxide and ethanolamines, by catalytic oxidation of ethylene and subsequent reaction of part of the ethylene oxide produced with ammonia
CN201799208U (en) * 2010-03-24 2011-04-20 苏州大学 Novel energy storing device based on carbon dioxide
EP2684857A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-15 Saudi Basic Industries Corporation Method for oligomerization of ethylene
JP2018153735A (en) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社東芝 Chemical reaction system
JP6951310B2 (en) * 2018-09-19 2021-10-20 株式会社東芝 Electrochemical reactor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004176129A (en) 2002-11-27 2004-06-24 Kotaro Ogura Method for manufacturing ethylene selectively from carbon dioxide
US20110237839A1 (en) 2007-11-22 2011-09-29 Gwa Beteilungs & Management Gmbh Modular power plant unconnected to the grid
JP2011519942A (en) 2008-05-07 2011-07-14 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー Process for producing olefin oxide, 1,2-diol, 1,2-diol ether, 1,2-carbonate or alkanolamine
JP2018512392A (en) 2015-03-05 2018-05-17 サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フエンノートシャップ Systems and methods for the production of ethylene oxide, ethylene glycol, and / or ethanolamine
WO2020109295A1 (en) 2018-11-30 2020-06-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A process for electrochemical conversion of carbon dioxide

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