WO2023100835A1 - Apparatus for producing olefin compound - Google Patents

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友樹 中間
侃 戸野
匡貴 中村
アルツゲ ラシカ ダサナヤケ
昂嗣 滝沢
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積水化学工業株式会社
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Definitions

  • the first reactors 4a, 4b are capable of converting carbon dioxide to carbon monoxide.
  • each of the first reactors 4a and 4b includes a plurality of tubular bodies 41 filled with (accommodated) the reducing agent 4R and a housing 42 accommodating the plurality of tubular bodies 41.
  • It consists of a reactor of type (fixed bed type reactor).
  • the reducing agent 4R of the present embodiment is preferably, for example, in the form of particles (granules), scales, pellets, or the like. With such a shape of the reducing agent 4R, the filling efficiency into the tubular body 41 can be enhanced, and the contact area with the gas supplied into the tubular body 41 can be further increased.
  • a configuration in which a net-like body is formed from the reducing agent 4R and arranged in the housing 42 is preferable.
  • sufficient opportunities for contact between the reducing agent 4R and the exhaust gas and the reducing gas should be ensured while preventing the flow resistance of the exhaust gas and the reducing gas from increasing in the respective first reactors 4a and 4b.
  • the volumes of the two first reactors 4a and 4b are set substantially equal to each other, and are appropriately set according to the amount of exhaust gas to be treated (the size of the furnace and the size of the olefinic compound manufacturing apparatus 10). .
  • the volumes of the two first reactors 4a and 4b may be varied according to the types of exhaust gas and reducing gas, the performance of the reducing agent 4R, and the like.
  • CO 2in is the molar amount of carbon dioxide supplied to the first reactors 4a and 4b
  • COout is the carbon dioxide converted to carbon monoxide by contact (reaction) with the reducing agent 4R, the first It is the molar amount of carbon monoxide discharged from the reactors 4a and 4b.
  • examples of the olefinic compound include ethylene, propylene, butene, butadiene, etc., and one or more of these may be used.
  • the olefinic compound preferably contains ethylene. This is because olefinic compounds containing ethylene are useful as raw materials for various industrial products.
  • the temperature (reaction temperature) of the first reactor 4a (exhaust gas, reducing agent 4R) in the step [2] is preferably 600° C. or higher, more preferably 650 to 1100° C., more preferably 700 to 1000° C. °C is more preferred. If the reaction temperature is set within the above range, for example, it is possible to prevent or suppress a rapid temperature drop of the reducing agent 4R due to the endothermic reaction during conversion of carbon dioxide to carbon monoxide. The reduction reaction of carbon dioxide in can proceed more smoothly.

Abstract

[Problem] To provide an apparatus for producing an olefin compound, the apparatus being capable of efficiently producing a carbon valuable substance, especially an olefin compound from carbon dioxide. [Solution] According to one aspect of the present invention, an apparatus for producing an olefin compound is provided. This production apparatus comprises a plurality of reactors. The plurality of reactors include at least one first reactor and at least one second reactor. The first reactor is capable of converting carbon dioxide into carbon monoxide. The second reactor is connected to the first reactor, and is capable of converting carbon monoxide into an olefin compound.

Description

オレフィン系化合物の製造装置Equipment for manufacturing olefinic compounds
　本発明は、オレフィン系化合物の製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for producing olefinic compounds.
　近年、温室効果ガスの一種である二酸化炭素（ＣＯ２）は、その大気中の濃度が上昇を続けている。大気中の二酸化炭素の濃度の上昇は、地球温暖化を助長する。したがって、大気中に放出される二酸化炭素を回収することは重要であり、さらに回収した二酸化炭素を炭素有価物に変換して再利用できれば、炭素循環社会を実現することができる。
　また、地球規模の施策としても、気候変動に関する国際連合枠組条約の京都議定書にもあるように、地球温暖化の原因となる二酸化炭素について、先進国における削減率を、１９９０年を基準として各国別に定め、共同で約束期間内に削減目標値を達成することが定められている。 In recent years, the atmospheric concentration of carbon dioxide (CO 2 ), which is a kind of greenhouse gas, continues to rise. Rising concentrations of carbon dioxide in the atmosphere contribute to global warming. Therefore, it is important to recover the carbon dioxide released into the atmosphere, and if the recovered carbon dioxide can be converted into carbon valuables and reused, a carbon recycling society can be realized.
Also, as a global measure, as stated in the Kyoto Protocol of the United Nations Framework Convention on Climate Change, the reduction rate of carbon dioxide, which causes global warming, in developed countries based on 1990 as a standard It is stipulated that we will jointly achieve the reduction target value within the commitment period.
　その削減目標を達成するため、製鉄所、精錬所または火力発電所から発生した二酸化炭素を含む排気ガスも対象となっており、これらの業界における二酸化炭素の削減に関して、様々な技術改良が行われている。かかる技術の一例としては、ＣＯ２回収・貯留（ＣＣＳ）が挙げられる。しかしながら、この技術では、貯留という物理的な限界があり、根本的な解決策とはなっていない。
　例えば、特許文献１には、ジルコニウムを含む酸化セリウムを用いて、二酸化炭素から一酸化炭素を製造する製造装置が開示されている。 In order to achieve the reduction target, exhaust gas containing carbon dioxide generated from steel mills, smelters or thermal power plants is also targeted, and various technological improvements have been made regarding the reduction of carbon dioxide in these industries. ing. One example of such technology is CO2 capture and storage (CCS). However, this technique has a physical limit of storage and is not a fundamental solution.
For example, Patent Literature 1 discloses a production apparatus for producing carbon monoxide from carbon dioxide using cerium oxide containing zirconium.
特許第５８５８９２６号Patent No. 5858926
　しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１には、二酸化炭素を一酸化炭素に効率的に変換する金属酸化物を特定する発明が開示されている。しかしながら、特許文献１には、一酸化炭素の製造条件や製造装置につき、図等を参照すれば判るように、概念的または一般的な情報が開示されるのみである。このため、工業的に一酸化炭素のような炭素有価物を製造するには、更なる技術改良が必要であることが判った。
　また、現状、二酸化炭素からオレフィン系化合物を効率よく製造し得る製造装置は知られていない。 However, according to studies by the present inventors, Patent Document 1 discloses an invention that specifies a metal oxide that efficiently converts carbon dioxide into carbon monoxide. However, Patent Document 1 only discloses conceptual or general information about carbon monoxide production conditions and production equipment, as can be understood by referring to the drawings and the like. Therefore, it has been found that further technological improvement is necessary to industrially produce carbon-valued substances such as carbon monoxide.
Moreover, at present, there is no known manufacturing apparatus capable of efficiently manufacturing an olefinic compound from carbon dioxide.
　本発明では上記事情に鑑み、二酸化炭素から炭素有価物、特に、オレフィン系化合物を効率よく製造し得るオレフィン系化合物の製造装置を提供することとした。 In view of the above circumstances, the present invention provides an olefinic compound production apparatus that can efficiently produce carbon valuables, especially olefinic compounds, from carbon dioxide.
　本発明の一態様によれば、オレフィン系化合物の製造装置が提供される。この製造装置は、複数の反応器を有する。複数の反応器は、少なくとも１つの第１の反応器と、少なくとも１つの第２の反応器とを含む。第１の反応器は、二酸化炭素を一酸化炭素に変換可能である。第２の反応器は、第１の反応器に接続され、一酸化炭素をオレフィン系化合物に変換可能である。 According to one aspect of the present invention, an apparatus for producing olefinic compounds is provided. This manufacturing apparatus has a plurality of reactors. The multiple reactors include at least one first reactor and at least one second reactor. A first reactor is capable of converting carbon dioxide to carbon monoxide. A second reactor is connected to the first reactor and is capable of converting carbon monoxide to olefinic compounds.
　かかる態様によれば、二酸化炭素からオレフィン系化合物を効率よく製造することができる。 According to this aspect, an olefinic compound can be efficiently produced from carbon dioxide.
本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第１実施形態の構成を示す概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic which shows the structure of 1st Embodiment of the manufacturing apparatus of the olefinic compound of this invention. 第１実施形態における第１の反応器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the configuration of the first reactor in the first embodiment. 本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第２実施形態の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the apparatus for producing an olefinic compound of the present invention. 本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第３実施形態の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a third embodiment of an olefinic compound manufacturing apparatus of the present invention. 第４実施形態における第１の反応器の構成を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a first reactor in a fourth embodiment;
　以下、本発明のオレフィン系化合物の製造装置について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
　<第１実施形態>
　まず、本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第１実施形態について説明する。
　図１は、本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第１実施形態の構成を示す概略図である。図２は、第１実施形態における第１の反応器の構成を示す模式図である。
　図１に示すオレフィン系化合物の製造装置１０には、排ガスを供給する排ガス供給部１と、還元ガスを供給する還元ガス供給部２とが接続されている。
　なお、本明細書中では、ガスの流れ方向に対して上流側を単に「上流側」、下流側を単に「下流側」とも記載する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An apparatus for producing an olefinic compound according to the present invention will now be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of an olefinic compound manufacturing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a first embodiment of an olefinic compound manufacturing apparatus of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the first reactor in the first embodiment.
An exhaust gas supply unit 1 for supplying exhaust gas and a reducing gas supply unit 2 for supplying reducing gas are connected to an olefin compound manufacturing apparatus 10 shown in FIG.
In this specification, the upstream side with respect to the gas flow direction is also simply referred to as the "upstream side", and the downstream side is simply referred to as the "downstream side".
　排ガス供給部１としては、特に限定されないが、例えば、製鉄所、精錬所または火力発電所に付属する炉が挙げられ、燃焼炉、高炉、転炉等の炉が好ましい。炉では、内容物の燃焼、溶融、精錬等の際に、排ガスが生成（発生）する。
　ゴミ焼却場にける燃焼炉（焼却炉）の場合、内容物（廃棄物）としては、例えば、プラスチック廃棄物、生ゴミ、都市廃棄物（ＭＳＷ）、廃棄タイヤ、バイオマス廃棄物、家庭ゴミ（布団、紙類）、建築部材等が挙げられる。なお、これらの廃棄物は、１種を単独で含んでいても、２種以上を含んでいてもよい。 The exhaust gas supply unit 1 is not particularly limited, but examples thereof include furnaces attached to ironworks, refineries, or thermal power plants, and furnaces such as combustion furnaces, blast furnaces, and converters are preferable. In the furnace, exhaust gas is produced (generated) during combustion, melting, refining, and the like of the contents.
In the case of a combustion furnace (incinerator) in a garbage incineration plant, the contents (waste) include, for example, plastic waste, garbage, municipal waste (MSW), waste tires, biomass waste, household waste (bedding , paper), building materials, and the like. In addition, these wastes may contain 1 type independently, or may contain 2 or more types.
　排ガスは、通常、二酸化炭素に加えて、窒素、酸素、一酸化炭素、水蒸気、メタン等の他のガス成分を含む。排ガス中に含まれる二酸化炭素の濃度は、特に限定されないが、生成ガスの製造コスト（一酸化炭素への変換効率）を考慮すると、１体積％以上が好ましく、５体積％以上がより好ましい。
　ゴミ焼却場にける燃焼炉からの排ガスの場合、二酸化炭素が５～１５体積％、窒素が６０～７０体積％、酸素が５～１０体積％、水蒸気が１５～２５体積％で含まれる。 Exhaust gases typically contain, in addition to carbon dioxide, other gas components such as nitrogen, oxygen, carbon monoxide, water vapor, methane, and the like. The concentration of carbon dioxide contained in the exhaust gas is not particularly limited, but considering the production cost of the generated gas (conversion efficiency to carbon monoxide), it is preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more.
Exhaust gas from a combustion furnace in a garbage incineration plant contains 5-15% by volume of carbon dioxide, 60-70% by volume of nitrogen, 5-10% by volume of oxygen, and 15-25% by volume of water vapor.
　高炉からの排ガス（高炉ガス）は、高炉において銑鉄を製造する際に発生するガスであり、二酸化炭素が１０～１５体積％、窒素が５５～６０体積％、一酸化炭素が２５～３０体積％、水素が１～５体積％で含まれる。
　また、転炉からの排ガス（転炉ガス）は、転炉において鋼を製造する際に発生するガスであり、二酸化炭素が１５～２０体積％、一酸化炭素が５０～６０体積％、窒素が１５～２５体積％、水素が１～５体積％で含まれる。
　なお、酸化ガスとしては、排ガスに限らず、二酸化炭素を１００体積％で含む純ガスを使用してもよい。 Exhaust gas from a blast furnace (blast furnace gas) is a gas generated when pig iron is produced in a blast furnace, and contains 10 to 15% by volume of carbon dioxide, 55 to 60% by volume of nitrogen, and 25 to 30% by volume of carbon monoxide. , containing 1 to 5% by volume of hydrogen.
In addition, the exhaust gas from the converter (converter gas) is a gas generated when steel is produced in the converter, and contains 15 to 20 volume% carbon dioxide, 50 to 60 volume% carbon monoxide, and nitrogen. It contains 15 to 25% by volume and 1 to 5% by volume of hydrogen.
The oxidizing gas is not limited to the exhaust gas, and a pure gas containing 100% by volume of carbon dioxide may be used.
　ただし、酸化ガスとして排ガスを使用すれば、従来、大気中に排出していた二酸化炭素を有効利用することができ、環境への負荷を低減することができる。これらの中でも、炭素循環という観点からは、製鉄所または精錬所で発生した二酸化炭素を含む排ガスが好ましい。
　また、高炉ガスや転炉ガスは、炉から排出された未処理のガスをそのまま使用してもよく、例えば、一酸化炭素等を除去する処理を施した後の処理済みガスを使用してもよい。未処理の高炉ガスおよび転炉ガスは、それぞれ上述のようなガス組成であり、処理済みガスは、燃焼炉からの排ガスで示したガス組成に近いガス組成となる。本明細書では、以上のようなガス（オレフィン系化合物の製造装置１０に供給される前のガス）をいずれも排ガスと呼ぶ。 However, if the exhaust gas is used as the oxidizing gas, the carbon dioxide that has conventionally been discharged into the atmosphere can be effectively used, and the burden on the environment can be reduced. Among these, from the viewpoint of carbon circulation, exhaust gas containing carbon dioxide generated in ironworks or smelters is preferable.
In addition, as the blast furnace gas and the converter gas, the untreated gas discharged from the furnace may be used as it is. good. The untreated blast furnace gas and the converter gas have gas compositions as described above, and the treated gas has a gas composition close to that shown for the exhaust gas from the combustion furnace. In this specification, all of the above gases (gases before being supplied to the olefinic compound manufacturing apparatus 10) are referred to as exhaust gas.
　還元ガス供給部２は、例えば、水の電気分解により水素を発生させる水素発生装置で構成される。この水素発生装置には、水を貯留したタンクが接続されている。
　水素発生装置によれば、多量の水素を比較的安価かつ簡便に生成することができる。また、オレフィン系化合物の製造装置１０内で発生する凝縮水を再利用できるという利点もある。なお、オレフィン系化合物の製造装置１０の中でも、水素発生装置での電気エネルギーの消費が大きいため、再生可能エネルギーとしての電力を使用することが有効である。
　再生可能エネルギーとしては、太陽光発電、風カ発電、水力発電、波力発電、潮力発電、バイオマス発電、地熱発電、太陽熱および地中熱から選択される少なくとも１つを利用した電気エネルギーが使用可能である。 The reducing gas supply unit 2 is composed of, for example, a hydrogen generator that generates hydrogen by electrolysis of water. A tank containing water is connected to the hydrogen generator.
According to the hydrogen generator, a large amount of hydrogen can be generated relatively inexpensively and easily. There is also an advantage that the condensed water generated in the olefinic compound manufacturing apparatus 10 can be reused. Among the olefin-based compound manufacturing apparatuses 10, the hydrogen generator consumes a large amount of electrical energy, so it is effective to use electric power as renewable energy.
As renewable energy, electric energy using at least one selected from solar power, wind power, hydraulic power, wave power, tidal power, biomass power, geothermal power, solar heat and geothermal heat is used. It is possible.
　なお、水素発生装置には、副生水素を発生する装置を使用することもできる。副生水素を発生する装置としては、例えば、塩化ナトリウム水溶液を電気分解する装置、石油を水蒸気改質する装置、アンモニアを製造する装置等が挙げられる。
　また、還元ガス供給部２をコークス炉とすることもできる。この場合、コークス炉からの排ガスを還元ガスとして使用するようにしてもよい。コークス炉からの排ガスは、水素およびメタンを主成分とし、水素を５０～６０体積％で含むためである。 A device that generates by-product hydrogen can also be used as the hydrogen generator. As a device for generating by-product hydrogen, for example, a device for electrolyzing an aqueous solution of sodium chloride, a device for steam reforming petroleum, a device for producing ammonia, and the like can be mentioned.
Alternatively, the reducing gas supply unit 2 may be a coke oven. In this case, the exhaust gas from the coke oven may be used as the reducing gas. This is because the exhaust gas from the coke oven is mainly composed of hydrogen and methane, and contains 50 to 60% by volume of hydrogen.
　本実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０は、主に、ガス切換部３と、２つ（少なくとも１つ）の第１の反応器４ａ、４ｂと、１つ（少なくとも１つ）の第２の反応器５とを含む複数の反応器を備えている。
　排ガス供給部１は、ガスラインＧＬ１を介して、ガス切換部３に接続され、還元ガス供給部２は、ガスラインＧＬ２を介して、ガス切換部３に接続されている。
　各ガスラインＧＬ１、ＧＬ２の途中には、これを通過するガスの温度を調整する温調部、ガスを加圧する加圧部、ガス中の不純物を除去する不純物除去部等の少なくとも１つを配置するようにしてもよい。
　ガス切換部３は、例えば、分岐ガスラインと、この分岐ガスラインの途中に設けられたバルブのような流路開閉機構とを含んで構成することができる。 The olefinic compound manufacturing apparatus 10 of the present embodiment mainly includes a gas switching unit 3, two (at least one) first reactors 4a and 4b, and one (at least one) second a plurality of reactors, including a reactor 5 of
The exhaust gas supply unit 1 is connected to the gas switching unit 3 via a gas line GL1, and the reducing gas supply unit 2 is connected to the gas switching unit 3 via a gas line GL2.
At least one of a temperature control unit for adjusting the temperature of the gas passing through the gas lines GL1 and GL2, a pressurization unit for pressurizing the gas, and an impurity removal unit for removing impurities in the gas is arranged in the middle of each gas line GL1 and GL2. You may make it
The gas switching unit 3 can include, for example, a branch gas line and a channel opening/closing mechanism such as a valve provided in the middle of the branch gas line.
　ガス切換部３は、２つのガスラインＧＬ３ａ、ＧＬ３ｂを介して、それぞれ第１の反応器４ａ、４ｂの入口ポートに接続されている。
　かかる構成により、排ガス供給部１から供給された排ガス（二酸化炭素を含む酸化ガス）は、ガスラインＧＬ１、ガス切換部３およびガスラインＧＬ３ａ、ＧＬ３ｂを通過して、各第１の反応器４ａ、４ｂに供給される。
　一方、還元ガス供給部２から供給された水素（還元物質）を含む還元ガスは、ガスラインＧＬ２、ガス切換部３およびガスラインＧＬ３ａ、ＧＬ３ｂを通過して、各第１の反応器４ａ、４ｂに供給される。 The gas switching unit 3 is connected to inlet ports of the first reactors 4a and 4b via two gas lines GL3a and GL3b, respectively.
With such a configuration, the exhaust gas (oxidizing gas containing carbon dioxide) supplied from the exhaust gas supply unit 1 passes through the gas line GL1, the gas switching unit 3, and the gas lines GL3a and GL3b to reach the first reactors 4a and GL3b. 4b.
On the other hand, the reducing gas containing hydrogen (reducing substance) supplied from the reducing gas supply unit 2 passes through the gas line GL2, the gas switching unit 3, and the gas lines GL3a and GL3b to reach the first reactors 4a and 4b. supplied to
　第１の反応器４ａ、４ｂは、二酸化炭素を一酸化炭素に変換可能である。各第１の反応器４ａ、４ｂは、図２に示すように、還元剤４Ｒをそれぞれ充填（収容）した複数の管体４１と、複数の管体４１を収納したハウジング４２とを備える多管式の反応装置（固定層式の反応装置）で構成されている。かかる多管式の反応装置によれば、還元剤４Ｒと排ガスおよび還元ガスとの接触の機会を十分に確保することができる。その結果、生成ガスの製造効率を高めることができる。
　本実施形態の還元剤４Ｒは、例えば、粒子状（顆粒状）、鱗片状、ペレット状等であることが好ましい。かかる形状の還元剤４Ｒであれば、管体４１への充填効率を高めることができ、管体４１内に供給されるガスとの接触面積をより増大させることができる。 The first reactors 4a, 4b are capable of converting carbon dioxide to carbon monoxide. As shown in FIG. 2, each of the first reactors 4a and 4b includes a plurality of tubular bodies 41 filled with (accommodated) the reducing agent 4R and a housing 42 accommodating the plurality of tubular bodies 41. It consists of a reactor of type (fixed bed type reactor). According to such a multi-tubular reactor, it is possible to ensure sufficient opportunities for contact between the reducing agent 4R and the exhaust gas and reducing gas. As a result, the production efficiency of the product gas can be enhanced.
The reducing agent 4R of the present embodiment is preferably, for example, in the form of particles (granules), scales, pellets, or the like. With such a shape of the reducing agent 4R, the filling efficiency into the tubular body 41 can be enhanced, and the contact area with the gas supplied into the tubular body 41 can be further increased.
　還元剤４Ｒが粒子状である場合、その体積平均粒径は、特に限定されないが、１～５０ｍｍであることが好ましく、１～３０ｍｍであることがより好ましい。この場合、還元剤４Ｒと排ガス（二酸化炭素）との接触面積をさらに高め、二酸化炭素の一酸化炭素への変換効率をより向上させることができる。同様に、還元物質を含む還元ガスによる還元剤４Ｒの再生（還元）もより効率よく行うことができる。
　粒子状の還元剤４Ｒは、より球形度が高まることから、転動造粒により製造された成形体であることが好ましい。 When the reducing agent 4R is particulate, its volume average particle diameter is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 mm, more preferably 1 to 30 mm. In this case, the contact area between the reducing agent 4R and the exhaust gas (carbon dioxide) can be further increased, and the conversion efficiency of carbon dioxide to carbon monoxide can be further improved. Similarly, the regeneration (reduction) of the reducing agent 4R by the reducing gas containing the reducing substance can be performed more efficiently.
The particulate reducing agent 4R is preferably a compact produced by tumbling granulation because the sphericity is increased.
　また、還元剤４Ｒは、担体に担持させるようにしてもよい。
　担体の構成材料としては、排ガス（酸化ガス）との接触や反応条件等により変性し難ければよく、例えば、炭素材料（グラファイト、グラフェン等）、Ｍｏ２Ｃのような炭化物、ゼオライト、モンモリロナイト、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２のような酸化物およびこれらを含む複合酸化物等が挙げられる。 Also, the reducing agent 4R may be supported on a carrier.
The constituent material of the carrier may be any material as long as it is difficult to denature due to contact with exhaust gas (oxidizing gas), reaction conditions, etc. Examples include carbon materials (graphite, graphene, etc.), carbides such as Mo 2 C, zeolite, montmorillonite, Examples include oxides such as ZrO 2 , TiO 2 , V 2 O 5 , MgO, CeO 2 , Al 2 O 3 and SiO 2 and composite oxides containing these.
　これらの中でも、担体の構成材料としては、ゼオライト、モンモリロナイト、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２およびこれらを含む複合酸化物が好ましい。かかる材料で構成される担体は、還元剤４Ｒの反応に悪影響を及ぼさず、還元剤４Ｒの担持能に優れる点で好ましい。ここで、担体は、還元剤４Ｒの反応には関与せず、還元剤４Ｒを単に支持（保持）する。
　かかる形態の一例としては、担体の表面の少なくとも一部を還元剤４Ｒで被覆する構成が挙げられる。 Among these, zeolite, montmorillonite, ZrO 2 , TiO 2 , V 2 O 5 , MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 and composite oxides containing these are preferable as the constituent material of the carrier. A carrier composed of such a material is preferable in that it does not adversely affect the reaction of the reducing agent 4R and is excellent in the ability to support the reducing agent 4R. Here, the carrier does not participate in the reaction of the reducing agent 4R and merely supports (holds) the reducing agent 4R.
An example of such a form includes a configuration in which at least part of the surface of the carrier is coated with the reducing agent 4R.
　還元剤４Ｒは、金属および金属酸化物の少なくとも一方（酸素キャリア）を含む。金属および金属酸化物の少なくとも一方は、二酸化炭素を還元することができれば、特に限定されないが、第３族～第１２族に属する金属元素から選択される少なくとも１種を含有することが好ましく、第４族～第１２属に属する金属元素から選択される少なくとも１種を含有することがより好ましく、チタン、バナジウム、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、マンガン、クロムおよびセリウム等のうちの少なくとも１種を含有することがさらに好ましく、鉄を含有する金属酸化物または複合金属酸化物が特に好ましい。これらの金属酸化物は、二酸化炭素の一酸化炭素への変換効率が特に良好なため有用である。
　ここで、金属には、上記金属元素１種のみからなる金属単体、および上記金属元素２種以上からなる合金が含まれる。 The reducing agent 4R contains at least one of metal and metal oxide (oxygen carrier). At least one of the metal and metal oxide is not particularly limited as long as it can reduce carbon dioxide, but preferably contains at least one selected from metal elements belonging to Groups 3 to 12. It is more preferable to contain at least one selected from metal elements belonging to Groups 4 to 12, and at least one of titanium, vanadium, iron, copper, zinc, nickel, manganese, chromium and cerium. It is more preferable to contain iron, and metal oxides or composite metal oxides containing iron are particularly preferable. These metal oxides are useful because they are particularly efficient in converting carbon dioxide to carbon monoxide.
Here, the metal includes an elemental metal consisting of only one of the above metal elements and an alloy consisting of two or more of the above metal elements.
　特に、二酸化炭素を一酸化炭素に変換する金属酸化物としては、酸化鉄、酸化セリウム等が好適である。二酸化炭素をメタンに変換する金属酸化物としては、例えば、ニッケルおよびルテニウムのうちの少なくとも一方を担持または含有するジルコニア、アルミナ、チタニア、シリカ等が好適である。二酸化炭素をメタノールに変換する金属酸化物としては、例えば、銅および亜鉛のうちの少なくとも一方を担持または含有するジルコニア、アルミナ、シリカ等が好適である。 In particular, iron oxide, cerium oxide, etc. are suitable as metal oxides that convert carbon dioxide into carbon monoxide. As the metal oxide that converts carbon dioxide to methane, for example, zirconia, alumina, titania, silica, etc. that support or contain at least one of nickel and ruthenium are suitable. As the metal oxide that converts carbon dioxide into methanol, for example, zirconia, alumina, silica, etc. that support or contain at least one of copper and zinc are suitable.
　また、各第１の反応器４ａ、４ｂにおいて、還元剤４Ｒ（金属および金属酸化物のうちの少なくとも一方）自体で管体（円筒状の成形体）４１を作製してもよい。さらに、還元剤４Ｒで、ブロック状、格子状（例えば、網状、ハニカム状）等の成形体を作製し、ハウジング４２内に配置するようにしてもよい。これらの場合、充填剤としての還元剤４Ｒは省略するようにしてもよいし、併用してもよい。 Further, in each of the first reactors 4a and 4b, the tubular body (cylindrical molded body) 41 may be produced from the reducing agent 4R (at least one of metal and metal oxide) itself. Furthermore, a block-like or lattice-like (for example, net-like or honeycomb-like) molded body may be produced from the reducing agent 4R and arranged in the housing 42 . In these cases, the reducing agent 4R as a filler may be omitted or used together.
　これらの中では、還元剤４Ｒで網状体を作製し、ハウジング４２内に配置する構成が好ましい。かかる構成の場合、各第１の反応器４ａ、４ｂ内で排ガスおよび還元ガスの通過抵抗が高まるのを防止しつつ、還元剤４Ｒと排ガスおよび還元ガスとの接触の機会を十分に確保することもできる。
　なお、２つの第１の反応器４ａ、４ｂの容積は、互いにほぼ等しく設定され、処理する排ガスの量（炉のサイズやオレフィン系化合物の製造装置１０のサイズ）に応じて、適宜設定される。また、２つの第１の反応器４ａ、４ｂの容積は、排ガスおよび還元ガスの種類、還元剤４Ｒの性能等に応じて異ならせてもよい。 Among these, a configuration in which a net-like body is formed from the reducing agent 4R and arranged in the housing 42 is preferable. In the case of such a configuration, sufficient opportunities for contact between the reducing agent 4R and the exhaust gas and the reducing gas should be ensured while preventing the flow resistance of the exhaust gas and the reducing gas from increasing in the respective first reactors 4a and 4b. can also
The volumes of the two first reactors 4a and 4b are set substantially equal to each other, and are appropriately set according to the amount of exhaust gas to be treated (the size of the furnace and the size of the olefinic compound manufacturing apparatus 10). . Also, the volumes of the two first reactors 4a and 4b may be varied according to the types of exhaust gas and reducing gas, the performance of the reducing agent 4R, and the like.
　以上のような構成によれば、ガス切換部３においてガスライン（流路）を切り換えることにより、例えば、酸化前の還元剤４Ｒが収容された第１の反応器４ａに、ガスラインＧＬ３ａを介して排ガスを供給し、酸化後の還元剤４Ｒが収容された第１の反応器４ｂに、ガスラインＧＬ３ｂを介して還元ガスを供給することができる。このとき、第１の反応器４ａでは下記式１の反応が進行し、第１の反応器４ｂでは下記式２の反応が進行する。 According to the above configuration, by switching the gas line (flow path) in the gas switching unit 3, for example, the first reactor 4a containing the pre-oxidized reducing agent 4R can be supplied via the gas line GL3a to the first reactor 4a. Exhaust gas can be supplied via the gas line GL3b to the first reactor 4b containing the reducing agent 4R after oxidation, and the reducing gas can be supplied via the gas line GL3b. At this time, the reaction of the following formula 1 proceeds in the first reactor 4a, and the reaction of the following formula 2 proceeds in the first reactor 4b.
　なお、下記式１および式２では、還元剤４Ｒに酸化鉄（ＦｅＯｘ－１）が含まれる場合を一例として示している。
　　式１：　ＣＯ２　＋　ＦｅＯｘ－１　→　ＣＯ　＋　ＦｅＯｘ
　　式２：　Ｈ２　＋　ＦｅＯｘ　→　Ｈ２Ｏ　＋　ＦｅＯｘ－１
　その後、ガス切換部３においてガスラインを上記と反対に切り換えることにより、第１の反応器４ａでは上記式２の反応を進行させ、第１の反応器４ｂでは上記式１の反応を進行させることができる。 Note that the following formulas 1 and 2 show, as an example, the case where the reducing agent 4R contains iron oxide (FeO x-1 ).
Equation 1: CO 2 + FeO x-1 → CO + FeO x
Equation 2: H 2 + FeO x → H 2 O + FeO x−1
Thereafter, by switching the gas line in the gas switching unit 3 in the opposite direction, the reaction of the above formula 2 is allowed to proceed in the first reactor 4a, and the reaction of the above formula 1 is allowed to proceed in the first reactor 4b. can be done.
　なお、上記式１および式２に示す反応は、いずれも吸熱反応である。このため、オレフィン系化合物の製造装置１０は、還元剤４Ｒに排ガスまたは還元ガスを接触させる際（すなわち、排ガスまたは還元ガスと還元剤４Ｒとの反応の際）に、還元剤４Ｒを加熱する還元剤加熱部（図１中、図示せず。）をさらに有することが好ましい。
　かかる還元剤加熱部を設けることにより、排ガスまたは還元ガスと還元剤４Ｒとの反応における温度を高温に維持して、二酸化炭素の一酸化炭素への変換効率の低下を好適に防止または抑制するとともに、還元ガスによる還元剤４Ｒの再生をさらに促進することができる。 Note that the reactions represented by the above formulas 1 and 2 are both endothermic reactions. Therefore, the olefin-based compound manufacturing apparatus 10 heats the reducing agent 4R when the reducing agent 4R is brought into contact with the exhaust gas or the reducing gas (that is, when the reducing agent 4R reacts with the exhaust gas or the reducing gas). It is preferable to further have an agent heating section (not shown in FIG. 1).
By providing such a reducing agent heating unit, the temperature in the reaction between the exhaust gas or the reducing gas and the reducing agent 4R is maintained at a high temperature, thereby suitably preventing or suppressing a decrease in the conversion efficiency of carbon dioxide to carbon monoxide. , the regeneration of the reducing agent 4R by the reducing gas can be further promoted.
　ただし、還元剤４Ｒの種類によっては、上記式１および式２に示す反応が発熱反応となる場合がある。この場合、オレフィン系化合物の製造装置１０は、還元剤加熱部に代えて、還元剤４Ｒを冷却する還元剤冷却部を有することが好ましい。かかる還元剤冷却部を設けることにより、排ガスまたは還元ガスと還元剤４Ｒとの反応の際に、還元剤４Ｒが劣化するのを好適に阻止して、二酸化炭素の一酸化炭素への変換効率の低下を好適に防止または抑制するとともに、還元ガスによる還元剤４Ｒの再生をさらに促進することができる。
　つまり、オレフィン系化合物の製造装置１０には、還元剤４Ｒの種類（発熱反応または吸熱反応）の違いによって、還元剤４Ｒの温度を調整する還元剤温調部を設けることが好ましい。 However, depending on the type of the reducing agent 4R, the reactions shown in the above formulas 1 and 2 may be exothermic reactions. In this case, the olefin compound manufacturing apparatus 10 preferably has a reducing agent cooling unit for cooling the reducing agent 4R instead of the reducing agent heating unit. By providing such a reducing agent cooling unit, deterioration of the reducing agent 4R during the reaction between the exhaust gas or the reducing gas and the reducing agent 4R can be suitably prevented, and the conversion efficiency of carbon dioxide to carbon monoxide can be improved. It is possible to suitably prevent or suppress the decrease and further promote the regeneration of the reducing agent 4R by the reducing gas.
In other words, it is preferable to provide a reducing agent temperature control section for adjusting the temperature of the reducing agent 4R depending on the type of the reducing agent 4R (exothermic reaction or endothermic reaction) in the olefin compound manufacturing apparatus 10 .
　ここで、第１の反応器４ａ、４ｂにおける二酸化炭素の一酸化炭素への転化率は、８０％以上であることが好ましく、８２．５％以上、８５％以上、８７．５％以上、９０％以上であることがより好ましく、９２．５％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが特に好ましい。二酸化炭素の前記一酸化炭素への転化率の上限は、通常、９８％程度である。
　このような転化率は、使用する還元剤４Ｒの種類、排ガスに含まれる二酸化炭素の濃度、還元物質の種類、還元ガスに含まれる還元物質の濃度、第１の反応器４ａ、４ｂの温度、排ガスおよび還元ガスの第１の反応器４ａ、４ｂへの流量（流速）、排ガスと還元ガスとの切り換えのタイミング等を調整することにより設定可能である。
　なお、二酸化炭素の一酸化炭素への転化率（％）は、式：ＣＯｏｕｔ／ＣＯ２ｉｎ×１００で計算される値である。ＣＯ２ｉｎは、第１の反応器４ａ、４ｂに供給した二酸化炭素のモル量であり、ＣＯｏｕｔは、二酸化炭素が還元剤４Ｒとの接触（反応）により一酸化炭素に変換され、第１の反応器４ａ、４ｂから排出される一酸化炭素のモル量である。 Here, the conversion rate of carbon dioxide to carbon monoxide in the first reactors 4a and 4b is preferably 80% or more, 82.5% or more, 85% or more, 87.5% or more, 90% or more. % or more, more preferably 92.5% or more, and particularly preferably 95% or more. The upper limit of the conversion of carbon dioxide to carbon monoxide is usually about 98%.
Such a conversion rate depends on the type of reducing agent 4R used, the concentration of carbon dioxide contained in the exhaust gas, the type of reducing substance, the concentration of the reducing substance contained in the reducing gas, the temperature of the first reactors 4a and 4b, It can be set by adjusting the flow rates (flow velocities) of the exhaust gas and the reducing gas to the first reactors 4a and 4b, the timing of switching between the exhaust gas and the reducing gas, and the like.
The conversion rate (%) of carbon dioxide to carbon monoxide is a value calculated by the formula: CO out /CO 2in ×100. CO 2in is the molar amount of carbon dioxide supplied to the first reactors 4a and 4b, and COout is the carbon dioxide converted to carbon monoxide by contact (reaction) with the reducing agent 4R, the first It is the molar amount of carbon monoxide discharged from the reactors 4a and 4b.
　一方、第１の反応器４ａ、４ｂにおける水素の水への転化率は、４０％以上であることが好ましく、４５％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましい。水素の水への転化率の上限は、通常、８５％程度である。
　このような転化率は、使用する還元剤４Ｒの種類、排ガスに含まれる二酸化炭素の濃度、還元物質の種類、還元ガスに含まれる還元物質の濃度、第１の反応器４ａ、４ｂの温度、排ガスおよび還元ガスの第１の反応器４ａ、４ｂへの流量（流速）、排ガスと還元ガスとの切り換えのタイミング等を調整することにより設定可能である。
　なお、水素の水への転化率（％）は、式：（Ｈ２ｉｎ－Ｈ２ｏｕｔ）／Ｈ２ｉｎ×１００で計算される値である。Ｈ２ｉｎは、第１の反応器４ａ、４ｂに供給した水素のモル量であり、Ｈ２ｏｕｔは、未反応の状態で第１の反応器４ａ、４ｂを通過して排出される水素のモル量である。 On the other hand, the conversion rate of hydrogen to water in the first reactors 4a and 4b is preferably 40% or higher, more preferably 45% or higher, and even more preferably 50% or higher. The upper limit of the conversion rate of hydrogen to water is usually about 85%.
Such a conversion rate depends on the type of reducing agent 4R used, the concentration of carbon dioxide contained in the exhaust gas, the type of reducing substance, the concentration of the reducing substance contained in the reducing gas, the temperature of the first reactors 4a and 4b, It can be set by adjusting the flow rates (flow velocities) of the exhaust gas and the reducing gas to the first reactors 4a and 4b, the timing of switching between the exhaust gas and the reducing gas, and the like.
The conversion rate (%) of hydrogen to water is a value calculated by the formula: (H 2in −H 2out )/H 2in ×100. H 2in is the molar amount of hydrogen supplied to the first reactor 4a, 4b, and H 2out is the molar amount of hydrogen discharged through the first reactor 4a, 4b in an unreacted state. is.
　第１の反応器４ａ、４ｂの出口ポートには、それぞれガスラインＧＬ４ａ、ＧＬ４ｂが接続され、これらがガス合流部Ｊにおいて合流して、ガスラインＧＬ４を構成している。また、ガスラインＧＬ４ａ、ＧＬ４ｂの途中には、必要に応じて、それぞれバルブ（図示せず。）が設けられる。
　例えば、バルブの開度を調整することにより、第１の反応器４ａ、４ｂを通過する排ガスおよび還元ガスの通過速度（すなわち、還元剤４Ｒによる排ガスの処理速度および還元ガスによる還元剤４Ｒの処理速度）を設定することができる。 Gas lines GL4a and GL4b are connected to the outlet ports of the first reactors 4a and 4b, respectively, and are merged at a gas junction J to form a gas line GL4. Further, valves (not shown) are provided in the middle of the gas lines GL4a and GL4b, respectively, as required.
For example, by adjusting the opening degree of the valve, the passage speed of the exhaust gas and the reducing gas passing through the first reactors 4a and 4b (that is, the processing speed of the exhaust gas with the reducing agent 4R and the processing speed of the reducing agent 4R with the reducing gas speed) can be set.
　ガスラインＧＬ４は、第２の反応器５の入口ポートに接続されている。すなわち、第２の反応器５は、ガスラインＧＬ４を介して、第１の反応器４ａ、４ｂに接続されている。
　第２の反応器５は、一酸化炭素をオレフィン系化合物に変換可能である。具体的には、第２の反応器５では、合流ガスに含まれる一酸化炭素と水素とから、オレフィン系化合物を生成する。
　第２の反応器５の反応温度は、１００～４００℃であることが好ましく、圧力は、０．１～２．５ＭＰａＧであることが好ましい。
　なお、第１の反応器４ａ、４ｂから排出された排ガスおよび還元ガスは、合流させることなく、別途に同タイミングで第２の反応器５に供給し続ける連続方式を採用することもでき、第２の反応器５の出口ポートを閉じた状態で排ガスのみを供給（封入）した後、還元ガスを供給し、続いて第２の反応器５の出口ポートを開けるバッチ方式を採用することもできる。 Gas line GL4 is connected to the inlet port of second reactor 5 . That is, the second reactor 5 is connected to the first reactors 4a and 4b via the gas line GL4.
A second reactor 5 is capable of converting carbon monoxide to olefinic compounds. Specifically, in the second reactor 5, olefinic compounds are produced from carbon monoxide and hydrogen contained in the combined gas.
The reaction temperature in the second reactor 5 is preferably 100-400° C., and the pressure is preferably 0.1-2.5 MPaG.
In addition, the exhaust gas and the reducing gas discharged from the first reactors 4a and 4b may be continuously supplied to the second reactor 5 at the same timing separately without being merged. After supplying (encapsulating) only the exhaust gas with the outlet port of the second reactor 5 closed, the reducing gas is supplied, and then the outlet port of the second reactor 5 is opened. .
　ここで、オレフィン系化合物としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン等が挙げられ、これらの１種または２種以上であってもよい。中でも、オレフィン系化合物は、エチレンを含むことが好ましい。エチレンを含むオレフィン系化合物は、各種の工業製品の原料として有用であるためである。 Here, examples of the olefinic compound include ethylene, propylene, butene, butadiene, etc., and one or more of these may be used. Among them, the olefinic compound preferably contains ethylene. This is because olefinic compounds containing ethylene are useful as raw materials for various industrial products.
　本実施形態のオレフィン系化合物の製造装置では、第１の反応器４ａ、４ｂを通過した排ガスおよび還元ガスの混合ガスが第２の反応器５に供給される。すなわち、第１の反応器４ａ、４ｂにおける還元剤４Ｒ（金属および金属酸化物の少なくとも一方）との未反応の水素（還元物質）を、第２の反応器５における一酸化炭素のオレフィン系化合物への変換に使用するように構成されている。
　このように、未反応の水素（還元物質）を再利用することにより、原料の無駄を削減することができる。
　第２の反応器５には、第１の反応器４ａ、４ｂで説明したのと同様の反応器を使用することができる。この場合、管体４１には、例えば、鉄、コバルト、ルテニウム、ニッケル、モリブデン、アルミニウム、ケイ素のうちの少なくとも１種を含む触媒が充填される。 In the apparatus for producing an olefinic compound according to the present embodiment, the mixed gas of the exhaust gas and the reducing gas that have passed through the first reactors 4 a and 4 b is supplied to the second reactor 5 . That is, the unreacted hydrogen (reduced substance) with the reducing agent 4R (at least one of metal and metal oxide) in the first reactors 4a and 4b is converted to the olefinic compound of carbon monoxide in the second reactor 5. configured to be used for conversion to
By reusing unreacted hydrogen (reducing substance) in this way, waste of raw materials can be reduced.
For the second reactor 5, reactors similar to those described for the first reactors 4a and 4b can be used. In this case, the tubular body 41 is filled with a catalyst containing at least one of iron, cobalt, ruthenium, nickel, molybdenum, aluminum and silicon, for example.
　第２の反応器５の出口ポートには、ガスラインＧＬ５が接続されている。
　ガスラインＧＬ５の第２の反応器５の反対側の端部には、生成ガスをオレフィン系化合物の製造装置１０外に排出する生成ガス排出部６が接続されている。
　なお、ガスラインＧＬ５の途中には、ガス精製部を設けるようにしてもよい。
　ガス精製部では、混合ガスからオレフィン系化合物を精製して、高濃度のオレフィン系化合物を含む生成ガスを回収する。なお、混合ガス中のオレフィン系化合物が十分に高い場合には、ガス精製部は省略される。 A gas line GL5 is connected to the outlet port of the second reactor 5 .
The end of the gas line GL5 opposite to the second reactor 5 is connected to a generated gas discharge section 6 for discharging the generated gas to the outside of the olefinic compound manufacturing apparatus 10 .
A gas refining section may be provided in the middle of the gas line GL5.
In the gas refining section, the olefinic compounds are refined from the mixed gas, and the produced gas containing the olefinic compounds in high concentration is recovered. In addition, when the olefinic compound in the mixed gas is sufficiently high, the gas refining section is omitted.
　かかるガス精製部は、例えば、冷却器、気液分離器、ガス分離器、分離膜およびスクラバー（吸収塔）のうちの少なくとも１種の処理器で構成することができる。
　ガス分離器は、例えば、低温分離方式（深冷方式）の分離器、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）方式の分離器、膜分離方式の分離器、温度スイング吸着（ＴＳＡ）方式の分離器、金属イオン（例えば、銅イオン）と有機配位子（例えば、５－アジドイソフタル酸）とを複合化した多孔性配位高分子（Ｐｏｒｏｕｓ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＰＣＰ）を用いた分離器、アミン吸収を利用した分離器等のうちの１種または２種以上を用いて構成することができる。 Such a gas purification section can be composed of, for example, at least one processor selected from coolers, gas-liquid separators, gas separators, separation membranes, and scrubbers (absorption towers).
Gas separators include, for example, cryogenic (cryogenic) separators, pressure swing adsorption (PSA) separators, membrane separation separators, temperature swing adsorption (TSA) separators, metal ion (e.g., copper ions) and organic ligands (e.g., 5-azidoisophthalic acid) are combined into a separator using a porous coordination polymer (PCP), and separation using amine absorption. It can be configured using one or more of the vessels and the like.
　次に、オレフィン系化合物の製造装置１０の使用方法（作用）について説明する。
　［１］まず、ガス切換部３においてガスライン（流路）を切り換えることにより、排ガス供給部１と第１の反応器４ａとを連通し、還元ガス供給部２と第１の反応器４ｂとを連通する。
　［２］次に、この状態で、排ガス供給部１からガスラインＧＬ１を介して、排ガスを第１の反応器４ａに供給する。第１の反応器４ａでは、還元剤４Ｒにより排ガス中の二酸化炭素が一酸化炭素に還元される。このとき、還元剤４Ｒは、二酸化炭素との接触により酸化状態とされる。 Next, a method of using (operation) of the olefin compound manufacturing apparatus 10 will be described.
[1] First, by switching the gas line (flow path) in the gas switching unit 3, the exhaust gas supply unit 1 and the first reactor 4a are communicated, and the reducing gas supply unit 2 and the first reactor 4b are connected. communicate.
[2] Next, in this state, the exhaust gas is supplied from the exhaust gas supply unit 1 to the first reactor 4a through the gas line GL1. In the first reactor 4a, carbon dioxide in the exhaust gas is reduced to carbon monoxide by the reducing agent 4R. At this time, the reducing agent 4R is brought into an oxidized state by contact with carbon dioxide.
　上記工程［２］における第１の反応器４ａ（排ガス、還元剤４Ｒ）の温度（反応温度）は、６００℃以上であることが好ましく、６５０～１１００℃であることがより好ましく、７００～１０００℃であることがさらに好ましい。反応温度を上記範囲に設定すれば、例えば、二酸化炭素を一酸化炭素へ変換する際の吸熱反応による還元剤４Ｒの急激な温度低下を防止または抑制することができるため、第１の反応器４ａにおける二酸化炭素の還元反応をより円滑に進行させることができる。 The temperature (reaction temperature) of the first reactor 4a (exhaust gas, reducing agent 4R) in the step [2] is preferably 600° C. or higher, more preferably 650 to 1100° C., more preferably 700 to 1000° C. °C is more preferred. If the reaction temperature is set within the above range, for example, it is possible to prevent or suppress a rapid temperature drop of the reducing agent 4R due to the endothermic reaction during conversion of carbon dioxide to carbon monoxide. The reduction reaction of carbon dioxide in can proceed more smoothly.
　［３］上記工程［１］～［２］と並行して、タンクから水（還元ガス原料）を水素発生装置（還元ガス供給部２）に供給し、水から水素を生成する。
　［４］次に、水素発生装置からガスラインＧＬ２を介して、水素を含む還元ガスを第１の反応器４ｂに供給する。第１の反応器４ｂでは、還元ガス（水素）との接触により酸化状態の還元剤４Ｒが還元（再生）される。このとき、水が生成される。 [3] In parallel with the above steps [1] and [2], water (reducing gas raw material) is supplied from the tank to the hydrogen generator (reducing gas supply unit 2) to generate hydrogen from water.
[4] Next, a reducing gas containing hydrogen is supplied from the hydrogen generator to the first reactor 4b through the gas line GL2. In the first reactor 4b, the reducing agent 4R in an oxidized state is reduced (regenerated) by contact with a reducing gas (hydrogen). At this time, water is produced.
　上記工程［４］における第１の反応器４ｂ（還元ガス、還元剤４Ｒ）の温度（反応温度）は、６００℃以上であることが好ましく、６５０～１１００℃であることがより好ましく、７００～１０００℃であることがさらに好ましい。反応温度を上記範囲に設定すれば、例えば、酸化状態の還元剤４Ｒを還元（再生）する際の吸熱反応による還元剤４Ｒの急激な温度低下を防止または抑制することができるため、第１の反応器４ｂにおける還元剤４Ｒの還元反応をより円滑に進行させることができる。 The temperature (reaction temperature) of the first reactor 4b (reducing gas, reducing agent 4R) in the step [4] is preferably 600° C. or higher, more preferably 650 to 1100° C., more preferably 700 to It is more preferably 1000°C. If the reaction temperature is set within the above range, for example, a rapid temperature drop of the reducing agent 4R due to an endothermic reaction during reduction (regeneration) of the reducing agent 4R in an oxidized state can be prevented or suppressed. The reduction reaction of the reducing agent 4R in the reactor 4b can proceed more smoothly.
　［５］次に、第１の反応器４ａ、４ｂを通過したガスは、合流して混合ガスが生成される。この時点で、混合ガスの温度は、通常、６００～６５０℃である。この時点での混合ガスの温度が上記範囲であれば、第１の反応器４ａ、４ｂ内の温度が十分に高温に維持されていることを意味し、還元剤４Ｒによる二酸化炭素の一酸化炭素への変換や、還元ガスによる還元剤４Ｒの還元が効率よく進行していると判断することができる。 [5] Next, the gases that have passed through the first reactors 4a and 4b join together to produce a mixed gas. At this point, the temperature of the mixed gas is typically 600-650°C. If the temperature of the mixed gas at this time is within the above range, it means that the temperature in the first reactors 4a and 4b is maintained at a sufficiently high temperature, and carbon dioxide carbon monoxide by the reducing agent 4R It can be determined that the conversion to and the reduction of the reducing agent 4R by the reducing gas proceed efficiently.
　［６］次に、混合ガスをガスラインＧＬ４を介して第２の反応器５に供給する。第２の反応器５では、一酸化炭素がオレフィン系化合物に変換される。
　そして、オレフィン系化合物を含む生成ガス（混合ガス）は、ガスラインＧＬ５を介して生成ガス排出部４０からオレフィン系化合物の製造装置１０外に排出され、次工程に供される。
　本実施形態では、第２の反応器５の設置数は１であり、第１の反応器４ａ、４ｂの設置数は２である。すなわち、第２の反応器５の設置数は、第１の反応器４ａ、４ｂの設置数未満である。かかる設置数とすることにより、第２の反応器５に供給可能な一酸化炭素の絶対量を大きくすることができ、オレフィン系化合物の生成量を高めることができる。 [6] Next, the mixed gas is supplied to the second reactor 5 through the gas line GL4. In the second reactor 5 carbon monoxide is converted to olefinic compounds.
Then, the generated gas (mixed gas) containing the olefinic compound is discharged from the generated gas discharge section 40 to the outside of the olefinic compound manufacturing apparatus 10 via the gas line GL5, and supplied to the next step.
In this embodiment, one second reactor 5 is installed, and two first reactors 4a and 4b are installed. That is, the number of installed second reactors 5 is less than the number of installed first reactors 4a and 4b. By setting such a number of reactors, the absolute amount of carbon monoxide that can be supplied to the second reactor 5 can be increased, and the production amount of olefinic compounds can be increased.
　<第２実施形態>
　次に、本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第２実施形態について説明する。
　図３は、本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第２実施形態の構成を示す概略図である。
　以下、第２実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０について説明するが、第１実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
　第２実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０は、２つの第２の反応器５ａ、５ｂが設けられている。 <Second embodiment>
Next, a second embodiment of the olefinic compound production apparatus of the present invention will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the olefinic compound manufacturing apparatus of the present invention.
Hereinafter, the olefinic compound manufacturing apparatus 10 of the second embodiment will be described, but the description will focus on the differences from the olefinic compound manufacturing apparatus 10 of the first embodiment, and the same items will be explained. omitted.
An olefinic compound manufacturing apparatus 10 of the second embodiment is provided with two second reactors 5a and 5b.
　第１の反応器４ａの出口ポートに接続されたガスラインＧＬ４ａは、第２の反応器５ａの入口ポートに接続され、第１の反応器４ｂの出口ポートに接続されたガスラインＧＬ４ｂは、第２の反応器５ｂの入口ポートに接続されている。
　ガスラインＧＬ４ａ、ＧＬ４ｂの途中からガスラインＧＬ６ａ、ＧＬ６ｂが分岐し、ガス合流部Ｊ１で合流して、ガスラインＧＬ６を構成している。
　また、第２の反応器５ａ、５ｂの出口ポートには、ガスラインＧＬ５ａ、ＧＬ５ｂが接続され、ガス合流部Ｊ２で合流して、ガスラインＧＬ５を構成している。 The gas line GL4a connected to the outlet port of the first reactor 4a is connected to the inlet port of the second reactor 5a, and the gas line GL4b connected to the outlet port of the first reactor 4b is the first 2 is connected to the inlet port of the reactor 5b.
Gas lines GL6a and GL6b branch from the middle of gas lines GL4a and GL4b, and join at a gas junction J1 to form gas line GL6.
Further, gas lines GL5a and GL5b are connected to outlet ports of the second reactors 5a and 5b, and join at a gas junction J2 to form a gas line GL5.
　ガスラインＧＬ４ａ、ＧＬ４ｂとガスラインＧＬ６ａ、ＧＬ６ｂとの分岐部には、切換バルブが設けられている。
　第１の反応器４ａ、４ｂから排出された排ガスは、ガスラインＧＬ４ａ、ＧＬ４ｂを通過して、第２の反応器５ａ、５ｂに供給される。
　第１の反応器４ａ、４ｂから排出された還元ガスは、ガスラインＧＬ６ａ、ＧＬ６ｂ、ＧＬ６を通過し、例えば、水が除去された後、還元ガス供給部２に返還される。 Switching valves are provided at branching portions between the gas lines GL4a, GL4b and the gas lines GL6a, GL6b.
Exhaust gases discharged from the first reactors 4a and 4b pass through gas lines GL4a and GL4b and are supplied to the second reactors 5a and 5b.
The reducing gas discharged from the first reactors 4a, 4b passes through the gas lines GL6a, GL6b, GL6, and is returned to the reducing gas supply unit 2 after, for example, water is removed.
　本実施形態では、第２の反応器５ａ、５ｂの設置数は２であり、第１の反応器４ａ、４ｂの設置数も２である。すなわち、第２の反応器５ａ、５ｂの設置数は、第１の反応器４ａ、４ｂの設置数と同じである。かかる構成とすることにより、第２の反応器５ａ、５ｂにおいて、一酸化炭素のオレフィン系化合物への変換に、水素や水が不要な場合に、その変換反応が阻害されるのを防止することができる。
　なお、第２の反応器の設置数は、第１の反応器の設置数を超えて多くしてもよい。この場合、排ガスを通過させない第２の反応器を設けることができる。このため、生成ガス（オレフィン系化合物）を製造するための通常運転を継続しつつ、通常運転に使用されていない第２の反応器に対して、メンテナンス等の他の操作を行うことができる。 In this embodiment, the number of installed second reactors 5a and 5b is two, and the number of installed first reactors 4a and 4b is also two. That is, the number of the second reactors 5a, 5b installed is the same as the number of the first reactors 4a, 4b installed. By adopting such a configuration, in the second reactors 5a and 5b, when hydrogen and water are unnecessary for the conversion of carbon monoxide into olefinic compounds, the conversion reaction is prevented from being inhibited. can be done.
The number of installed second reactors may be greater than the number of installed first reactors. In this case, a second reactor can be provided which is impervious to exhaust gases. Therefore, other operations such as maintenance can be performed on the second reactor that is not used for normal operation while continuing normal operation for producing product gas (olefinic compound).
　<第３実施形態>
　次に、本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第３実施形態について説明する。
　図４は、本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第３実施形態の構成を示す概略図である。
　以下、第３実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０について説明するが、第１または第２実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
　第２実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０は、３つの第２の反応器５ａ～５ｃが設けられている。 <Third embodiment>
Next, a third embodiment of the olefinic compound production apparatus of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a third embodiment of the olefinic compound manufacturing apparatus of the present invention.
Hereinafter, the olefin-based compound manufacturing apparatus 10 of the third embodiment will be described, but the description will focus on the differences from the olefin-based compound manufacturing apparatus 10 of the first or second embodiment. The explanation is omitted.
The olefinic compound manufacturing apparatus 10 of the second embodiment is provided with three second reactors 5a to 5c.
　ガスラインＧＬ４は、ガス切換部７において分岐し、各第２の反応器５ａ～５ｃの入口ポートに接続されている。
　また、第２の反応器５ａ～５ｃの出口ポートには、ガスラインＧＬ５ａ～ＧＬ５ｃが接続され、ガスラインＧＬ５ａ～ＧＬ５ｃの第２の反応器５ａ～５ｃの反対側の端部には、生成ガス排出部６ａ～６ｃが接続されている。
　本実施形態では、第２の反応器５ａ～５ｃが、一酸化炭素を異なるオレフィン系化合物Ａ～Ｃに変換可能に構成されている。 The gas line GL4 branches at the gas switching section 7 and is connected to inlet ports of the second reactors 5a to 5c.
Gas lines GL5a to GL5c are connected to the outlet ports of the second reactors 5a to 5c, and the ends of the gas lines GL5a to GL5c on the opposite side of the second reactors 5a to 5c are connected to the generated gas. Discharge portions 6a to 6c are connected.
In this embodiment, the second reactors 5a-5c are configured to convert carbon monoxide into different olefinic compounds A-C.
　かかる構成によれば、１つのオレフィン系化合物の製造装置１０により、複数種（本実施形態では、３種）のオレフィン系化合物Ａ～Ｃを製造することができ、汎用性が高い。
　また、本実施形態では、第２の反応器５ａ～５ｃの設置数は３であり、第１の反応器４ａ、４ｂの設置数は２である。すなわち、第２の反応器５ａ～５ｃの設置数は、第１の反応器４ａ、４ｂの設置数を上回っている。
　なお、上記第１～第３実施形態では、金属および金属酸化物の少なくとも一方が、二酸化炭素を還元する還元剤として機能する例について説明したが、金属および金属酸化物の少なくとも一方を、二酸化炭素と還元物質との反応を促進する触媒として機能させることもできる。この場合、第１の反応器内に触媒を収容し、この第１の反応器に排ガスと還元ガスとを同時に供給することにより、逆水性ガスシフト反応が行われる。 According to such a configuration, one olefinic compound manufacturing apparatus 10 can manufacture a plurality of types (three types in the present embodiment) of olefinic compounds A to C, and is highly versatile.
Further, in this embodiment, the number of the second reactors 5a to 5c installed is three, and the number of the first reactors 4a and 4b installed is two. That is, the number of installed second reactors 5a to 5c exceeds the number of installed first reactors 4a and 4b.
In the above-described first to third embodiments, examples were described in which at least one of the metal and the metal oxide functions as a reducing agent that reduces carbon dioxide. It can also function as a catalyst that promotes the reaction between and the reducing substance. In this case, the reverse water gas shift reaction is carried out by accommodating the catalyst in the first reactor and simultaneously supplying the exhaust gas and the reducing gas to the first reactor.
　<第４実施形態>
　次に、本発明のオレフィン系化合物の製造装置の第４実施形態について説明する。
　図５は、第４実施形態における第１の反応器の構成を示す模式図である。
　以下、第４実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０について説明するが、第１～第３実施形態のオレフィン系化合物の製造装置１０との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 <Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the olefinic compound manufacturing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the first reactor in the fourth embodiment.
Hereinafter, the olefinic compound production apparatus 10 of the fourth embodiment will be described, but the explanation will focus on the differences from the olefinic compound production apparatus 10 of the first to third embodiments, and the same matters will be The explanation is omitted.
　図５に示す第１の反応器４ｃは、二酸化炭素の還元反応を電気化学的に行う反応装置であり、反応セル、電解槽または電気化学セルとも呼ばれる。
　第１の反応器４ｃは、ハウジング４２と、ハウジング４２内に設けられたカソード４５、アノード４６および固体電解質層４７と、カソード４５およびアノード４６に電気的に接続された電源４８とを有している。
　かかる構成において、ハウジング４２内の空間は、カソード（還元体）４５、アノード４６および固体電解質層４７の積層体によって、左右に区画されている。 The first reactor 4c shown in FIG. 5 is a reaction device for electrochemically performing a reduction reaction of carbon dioxide, and is also called a reaction cell, an electrolytic cell, or an electrochemical cell.
The first reactor 4c has a housing 42, a cathode 45, an anode 46 and a solid electrolyte layer 47 provided in the housing 42, and a power supply 48 electrically connected to the cathode 45 and the anode 46. there is
In such a configuration, the space within the housing 42 is partitioned left and right by a laminate of a cathode (reductant) 45 , an anode 46 and a solid electrolyte layer 47 .
　ハウジング４２は、カソード側入口ポート４２１ａと、カソード側出口ポート４２１ｂと、アノード側入口ポート４２２ａと、アノード側出口ポート４２２ｂとを備えている。カソード側入口ポート４２１ａおよびカソード側出口ポート４２１ｂは、ハウジング４２内の左側空間のカソード室に連通し、アノード側入口ポート４２２ａおよびアノード側出口ポート４２２ｂは、ハウジング４２内の右側空間のアノード室に連通している。 The housing 42 has a cathode-side inlet port 421a, a cathode-side outlet port 421b, an anode-side inlet port 422a, and an anode-side outlet port 422b. The cathode-side inlet port 421a and the cathode-side outlet port 421b communicate with the cathode chamber in the left space within the housing 42, and the anode-side inlet port 422a and the anode-side outlet port 422b communicate with the anode chamber in the right space within the housing 42. are doing.
　カソード４５およびアノード４６は、それぞれ、導電性を有する担体と、この担体に担持された触媒とで構成されている。
　担体は、例えば、炭素繊維織物（カーボンクロス、カーボンフェルト等）、カーボンペーパーのような炭素材料で構成することができる。
　また、触媒としては、例えば、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウムのような白金族金属、金のような遷移金属、これらの金属の合金、これらの金属と他の金属との合金等が挙げられる。
　固体電解質層４７は、例えば、スルホン酸基を有するフッ素系ポリマー膜（ナフィオン（登録商標）等）、スルホ系イオン交換樹脂膜等で構成することができる。
　電源４８には、再生可能エネルギーとしての電力を発生する電源を使用することが好ましい。これにより、生成ガスの製造におけるエネルギー効率をより向上させることができる。 The cathode 45 and the anode 46 are each composed of a conductive carrier and a catalyst carried on the carrier.
The carrier can be composed of a carbon material such as carbon fiber fabric (carbon cloth, carbon felt, etc.) or carbon paper.
Examples of catalysts include platinum group metals such as platinum, ruthenium, rhodium, palladium, osmium and iridium, transition metals such as gold, alloys of these metals, and alloys of these metals with other metals. is mentioned.
The solid electrolyte layer 47 can be composed of, for example, a fluorine-based polymer membrane having sulfonic acid groups (Nafion (registered trademark), etc.), a sulfo-based ion-exchange resin membrane, or the like.
It is preferable to use a power source that generates power as renewable energy for the power source 48 . Thereby, the energy efficiency in producing the product gas can be further improved.
　かかる第１の反応器４ｃでは、カソード側入口ポート４２１ａから排ガス（二酸化炭素および水）が供給されると、電源４８から供給される電子と触媒との作用により、二酸化炭素および水の還元反応により一酸化炭素および水素が生成されるとともに、酸素イオンが生成される。
　一酸化炭素および水素は、カソード側出口ポート４２１ｂからガスライン（ガスラインＧＬ４）に排出され、酸素イオンは、アノード４６に向かって固体電解質層４７内を拡散する。アノード４６に到達した酸素イオンは、電子を奪い取られることにより、酸素に変換され、アノード側出口ポート４２２ｂから排出される。 In the first reactor 4c, when the exhaust gas (carbon dioxide and water) is supplied from the cathode side inlet port 421a, the action of the electrons supplied from the power source 48 and the catalyst causes the reduction reaction of carbon dioxide and water. Carbon monoxide and hydrogen are produced, along with oxygen ions.
Carbon monoxide and hydrogen are discharged from the cathode-side exit port 421b to the gas line (gas line GL4), and oxygen ions diffuse in the solid electrolyte layer 47 toward the anode 46. Oxygen ions that reach the anode 46 are converted into oxygen by taking away electrons and discharged from the anode-side outlet port 422b.
　かかる構成では、カソード側出口ポート４２１ｂから排出された一酸化炭素および水素は、第２の反応器５（５ａ～５ｃ）に供給される。このため、一酸化炭素からオレフィン系化合物への変換反応に、水素を必要とする場合には好適である。
　以上説明したようなオレフィン系化合物の製造装置１０は、複数の反応器を有し、複数の反応器のうちの少なくとも一部は、異なる反応プロセスを行うように構成され、異なる反応プロセスを経て二酸化炭素をオレフィン系化合物に変換可能である。かかるオレフィン系化合物の製造装置１０によれば、二酸化炭素からオレフィン系化合物を効率よく製造することができる。
　また、異なる反応プロセスを経て二酸化炭素をオレフィン系化合物に変換することができればよく、上記実施形態で記載したプロセスに限定されない。 In such a configuration, carbon monoxide and hydrogen discharged from the cathode side outlet port 421b are supplied to the second reactor 5 (5a-5c). Therefore, it is suitable when hydrogen is required for the conversion reaction from carbon monoxide to olefinic compounds.
The apparatus 10 for producing an olefinic compound as described above has a plurality of reactors, at least some of which are configured to perform different reaction processes, and dioxidize through different reaction processes. Carbon can be converted to olefinic compounds. According to the apparatus 10 for producing an olefinic compound, it is possible to efficiently produce an olefinic compound from carbon dioxide.
Moreover, it is not limited to the processes described in the above embodiments as long as carbon dioxide can be converted to olefinic compounds through different reaction processes.
　さらに、次に記載の各態様で提供されてもよい。 In addition, it may be provided in each of the following aspects.
（１）オレフィン系化合物の製造装置であって、複数の反応器を有し、前記複数の反応器は、少なくとも１つの第１の反応器と、少なくとも１つの第２の反応器とを含み、前記第１の反応器は、前記二酸化炭素を一酸化炭素に変換可能であり、前記第２の反応器は、前記第１の反応器に接続され、前記一酸化炭素を前記オレフィン系化合物に変換可能である、オレフィン系化合物の製造装置。 (1) An apparatus for producing an olefinic compound, comprising a plurality of reactors, the plurality of reactors comprising at least one first reactor and at least one second reactor, The first reactor is capable of converting the carbon dioxide to carbon monoxide, and the second reactor is connected to the first reactor and converts the carbon monoxide to the olefinic compound. A production apparatus for olefinic compounds, which is possible.
（２）上記（１）に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、前記第１の反応器における前記二酸化炭素の前記一酸化炭素への転化率は、８０％以上である、オレフィン系化合物の製造装置。 (2) Production of an olefinic compound, wherein the conversion rate of the carbon dioxide to the carbon monoxide in the first reactor is 80% or more in the apparatus for producing an olefinic compound according to (1) above. Device.
（３）上記（１）または（２）に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、前記第１の反応器は、金属および金属酸化物の少なくとも一方を収容し、前記二酸化炭素を含む酸化ガスと還元物質を含む還元ガスとを供給可能に構成され、前記金属および金属酸化物の少なくとも一方は、前記二酸化炭素を還元または前記二酸化炭素と前記還元物質との反応を促進することにより前記一酸化炭素を生成する、オレフィン系化合物の製造装置。 (3) In the apparatus for producing an olefinic compound according to (1) or (2) above, the first reactor contains at least one of a metal and a metal oxide, and the oxidizing gas containing carbon dioxide and and a reducing gas containing a reducing substance, wherein at least one of the metal and the metal oxide reduces the carbon dioxide or promotes the reaction between the carbon dioxide and the reducing substance to reduce the carbon monoxide. An olefinic compound manufacturing apparatus that produces
（４）上記（３）に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、前記金属および金属酸化物の少なくとも一方は、前記二酸化炭素を還元する還元剤として機能し、前記還元剤は、前記二酸化炭素との接触により酸化状態とされるとともに、前記還元物質との接触により還元される、オレフィン系化合物の製造装置。 (4) In the apparatus for producing an olefin compound according to (3) above, at least one of the metal and the metal oxide functions as a reducing agent that reduces the carbon dioxide, and the reducing agent is the carbon dioxide and and is reduced by contact with the reducing substance.
（５）上記（４）に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、複数の前記第１の反応器を有し、各前記反応器は、前記酸化ガスと前記還元ガスとを切り換えて供給可能に構成される、オレフィン系化合物の製造装置。 (5) The apparatus for producing an olefinic compound according to (4) above has a plurality of the first reactors, and each of the reactors is capable of switching between the oxidizing gas and the reducing gas. An apparatus for producing an olefinic compound, comprising:
（６）上記（３）～（６）のいずれか１つに記載のオレフィン系化合物の製造装置において、前記第１の反応器における前記金属および金属酸化物の少なくとも一方との未反応の前記還元物質を、前記第２の反応器における前記一酸化炭素の前記オレフィン系化合物への変換に使用するように構成される、オレフィン系化合物の製造装置。 (6) In the apparatus for producing an olefinic compound according to any one of (3) to (6) above, the unreacted reduction with at least one of the metal and the metal oxide in the first reactor An apparatus for the production of olefinic compounds, configured to use material in the conversion of said carbon monoxide to said olefinic compounds in said second reactor.
（７）上記（１）～（６）のいずれか１つに記載のオレフィン系化合物の製造装置において、前記第２の反応器の設置数は、前記第１の反応器の設置数未満である、オレフィン系化合物の製造装置。 (7) In the apparatus for producing an olefinic compound according to any one of (1) to (6) above, the number of the second reactors installed is less than the number of the first reactors installed. , production equipment for olefin compounds.
（８）上記（１）～（６）のいずれか１つに記載のオレフィン系化合物の製造装置において、前記第２の反応器の設置数は、前記第１の反応器の設置数以上である、オレフィン系化合物の製造装置。 (8) In the apparatus for producing an olefinic compound according to any one of (1) to (6) above, the number of the second reactors installed is equal to or greater than the number of the first reactors installed. , production equipment for olefin compounds.
（９）上記（１）～（８）のいずれか１つに記載のオレフィン系化合物の製造装置において、前記オレフィン系化合物は、エチレンを含む、オレフィン系化合物の製造装置。
　もちろん、この限りではない。 (9) The apparatus for producing an olefinic compound according to any one of (1) to (8) above, wherein the olefinic compound contains ethylene.
Of course, this is not the only case.
　既述のとおり、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を何ら限定するものではない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As described above, various embodiments of the present invention have been described, but these are presented as examples and do not limit the scope of the invention in any way. The novel embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. The embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
　例えば、本発明のオレフィン系化合物の製造装置は、上記実施形態に対して、他の任意の追加の構成を有していてもよく、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてよく、一部の構成が省略されていてもよい。
　また、上記実施形態では、還元ガスとして水素を含むガスを代表に説明したが、還元ガスには、還元物質として、水素に代えてまたは水素とともに、炭化水素（例えば、メタン、エタン、アセチレン等）およびアンモニアから選択される少なくとも１種を含むガスを使用することもできる。 For example, the apparatus for producing an olefinic compound of the present invention may have any other configuration added to the above embodiment, and may be replaced with any configuration that exhibits similar functions. , some configurations may be omitted.
Further, in the above embodiments, a gas containing hydrogen was described as a representative of the reducing gas, but the reducing gas may be a hydrocarbon (eg, methane, ethane, acetylene, etc.) as a reducing substance instead of or in addition to hydrogen. and ammonia can also be used.
１０　　　　：オレフィン系化合物の製造装置
１　　　　　：排ガス供給部
２　　　　　：還元ガス供給部
３　　　　　：ガス切換部
４ａ　　　　：第１の反応器
４ｂ　　　　：第１の反応器
４１　　　　：管体
４２　　　　：ハウジング
４３　　　　：空間
４Ｒ　　　　：還元剤
４ｃ　　　　：第１の反応器
４２１ａ　　：カソード側入口ポート
４２１ｂ　　：カソード側出口ポート
４２２ａ　　：アノード側入口ポート
４２２ｂ　　：アノード側出口ポート
４５　　　　：カソード
４６　　　　：アノード
４７　　　　：固体電解質層
４８　　　　：電源
５　　　　　：第２の反応器
５ａ　　　　：第２の反応器
５ｂ　　　　：第２の反応器
５ｃ　　　　：第２の反応器
６　　　　　：生成ガス排出部
６ａ　　　　：生成ガス排出部
６ｂ　　　　：生成ガス排出部
６ｃ　　　　：生成ガス排出部
７　　　　　：ガス切換部
ＧＬ１　　　：ガスライン
ＧＬ２　　　：ガスライン
ＧＬ３ａ　　：ガスライン
ＧＬ３ｂ　　：ガスライン
ＧＬ４　　　：ガスライン
ＧＬ４ａ　　：ガスライン
ＧＬ４ｂ　　：ガスライン
ＧＬ５　　　：ガスライン
ＧＬ５ａ　　：ガスライン
ＧＬ５ｂ　　：ガスライン
ＧＬ５ｃ　　：ガスライン
ＧＬ６　　　：ガスライン
ＧＬ６ａ　　：ガスライン
ＧＬ６ｂ　　：ガスライン
Ｊ　　　　　：ガス合流部
Ｊ１　　　　：ガス合流部
Ｊ２　　　　：ガス合流部 REFERENCE SIGNS LIST 10: Olefin compound manufacturing apparatus 1: Exhaust gas supply unit 2: Reducing gas supply unit 3: Gas switching unit 4a: First reactor 4b: First reactor 41: Tubular body 42: Housing 43: Space 4R: Reducing agent 4c: first reactor 421a: cathode side inlet port 421b: cathode side outlet port 422a: anode side inlet port 422b: anode side outlet port 45: cathode 46: anode 47: solid electrolyte layer 48: power source 5: second Second reactor 5a : Second reactor 5b : Second reactor 5c : Second reactor 6 : Generated gas discharge section 6a : Generated gas discharge section 6b : Generated gas discharge section 6c : Generated gas discharge section 7 : Gas switching unit GL1 : Gas line GL2 : Gas line GL3a : Gas line GL3b : Gas line GL4 : Gas line GL4a : Gas line GL4b : Gas line GL5 : Gas line GL5a : Gas line GL5b : Gas line GL5c : Gas line GL6 : Gas line GL6a: Gas line GL6b: Gas line J: Gas junction J1: Gas junction J2: Gas junction

Claims (9)

  1. オレフィン系化合物の製造装置であって、
    　複数の反応器を有し、
    　前記複数の反応器は、少なくとも１つの第１の反応器と、少なくとも１つの第２の反応器とを含み、
    　前記第１の反応器は、前記二酸化炭素を一酸化炭素に変換可能であり、
    　前記第２の反応器は、前記第１の反応器に接続され、前記一酸化炭素を前記オレフィン系化合物に変換可能である、オレフィン系化合物の製造装置。     An apparatus for producing an olefinic compound,
    having multiple reactors,
    the plurality of reactors comprises at least one first reactor and at least one second reactor;
    the first reactor is capable of converting the carbon dioxide to carbon monoxide;
    The apparatus for producing an olefinic compound, wherein the second reactor is connected to the first reactor and is capable of converting the carbon monoxide into the olefinic compound.
  2. 請求項１に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　前記第１の反応器における前記二酸化炭素の前記一酸化炭素への転化率は、８０％以上である、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to claim 1,
    The apparatus for producing an olefinic compound, wherein a conversion rate of the carbon dioxide to the carbon monoxide in the first reactor is 80% or more.
  3. 請求項１または請求項２に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　前記第１の反応器は、金属および金属酸化物の少なくとも一方を収容し、前記二酸化炭素を含む酸化ガスと還元物質を含む還元ガスとを供給可能に構成され、
    　前記金属および金属酸化物の少なくとも一方は、前記二酸化炭素を還元または前記二酸化炭素と前記還元物質との反応を促進することにより前記一酸化炭素を生成する、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to claim 1 or 2,
    The first reactor contains at least one of a metal and a metal oxide, and is configured to be capable of supplying an oxidizing gas containing carbon dioxide and a reducing gas containing a reducing substance,
    The apparatus for producing an olefinic compound, wherein at least one of the metal and the metal oxide reduces the carbon dioxide or promotes a reaction between the carbon dioxide and the reducing substance to generate the carbon monoxide.
  4. 請求項３に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　前記金属および金属酸化物の少なくとも一方は、前記二酸化炭素を還元する還元剤として機能し、
    　前記還元剤は、前記二酸化炭素との接触により酸化状態とされるとともに、前記還元物質との接触により還元される、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to claim 3,
    At least one of the metal and the metal oxide functions as a reducing agent that reduces the carbon dioxide,
    The apparatus for producing an olefin compound, wherein the reducing agent is brought into an oxidized state by contact with the carbon dioxide and is reduced by contact with the reducing substance.
  5. 請求項４に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　複数の前記第１の反応器を有し、
    　各前記反応器は、前記酸化ガスと前記還元ガスとを切り換えて供給可能に構成される、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to claim 4,
    Having a plurality of the first reactors,
    The apparatus for producing an olefinic compound, wherein each reactor is configured to switch between the oxidizing gas and the reducing gas for supply.
  6. 請求項３～請求項５のいずれか１項に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　前記第１の反応器における前記金属および金属酸化物の少なくとも一方との未反応の前記還元物質を、前記第２の反応器における前記一酸化炭素の前記オレフィン系化合物への変換に使用するように構成される、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to any one of claims 3 to 5,
    using the reducing material unreacted with the metal and/or metal oxide in the first reactor to convert the carbon monoxide to the olefinic compound in the second reactor; An apparatus for producing an olefinic compound, comprising:
  7. 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　前記第２の反応器の設置数は、前記第１の反応器の設置数未満である、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to any one of claims 1 to 6,
    The apparatus for producing an olefin compound, wherein the number of the second reactors installed is less than the number of the first reactors installed.
  8. 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　前記第２の反応器の設置数は、前記第１の反応器の設置数以上である、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to any one of claims 1 to 6,
    The apparatus for producing an olefinic compound, wherein the number of the second reactors installed is equal to or greater than the number of the first reactors installed.
  9. 請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のオレフィン系化合物の製造装置において、
    　前記オレフィン系化合物は、エチレンを含む、オレフィン系化合物の製造装置。     In the apparatus for producing an olefinic compound according to any one of claims 1 to 8,
    The apparatus for producing an olefinic compound, wherein the olefinic compound contains ethylene.
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