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公開番号2024053930
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160459
出願日2022-10-04
発明の名称メタン合成装置制御方法
出願人東京瓦斯株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C07C 1/12 20060101AFI20240409BHJP(有機化学)
要約【課題】第二反応炉における炭素析出を抑制する
【解決手段】メタン合成装置制御方法は、二酸化炭素と水素を用いてメタン合成反応を生じさせる第一反応炉と、第一反応炉で生成された第一反応生成物から水を凝縮して除去する第一水凝縮器と、第一水凝縮器で得られた第一水除去物を用いてメタン合成反応を生じさせる第二反応炉と、第二反応炉で生成された第二反応生成物から水を凝縮して除去する第二水凝縮器と、を有するメタン合成装置に対し、第二反応炉の反応炉温度の上昇が想定される場合又は上昇した場合に、第一水凝縮器の水凝縮温度を、第二反応炉での炭素析出を抑制する炭素析出抑制水温まで上昇させる水温上昇工程を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素と水素を用いてメタン合成反応を生じさせる第一反応炉と、
前記第一反応炉で生成された第一反応生成物から水を凝縮して除去する第一水凝縮器と、
前記第一水凝縮器で得られた第一水除去物を用いてメタン合成反応を生じさせる第二反応炉と、
前記第二反応炉で生成された第二反応生成物から水を凝縮して除去する第二水凝縮器と、
を有するメタン合成装置に対し、
前記第二反応炉の反応炉温度の上昇が想定される場合又は上昇した場合に、前記第一水凝縮器の水凝縮温度を、前記第二反応炉での炭素析出を抑制する炭素析出抑制水温まで上昇させる水温上昇工程、を有するメタン合成装置制御方法。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記水温上昇工程において前記水凝縮温度を前記炭素析出抑制水温まで上昇させた後、前記第二反応炉の反応炉温度が降下又は安定した場合に、前記水凝縮温度を前記炭素析出抑制水温未満に降下させる水温降下工程、を有する請求項１に記載のメタン合成装置制御方法。
【請求項３】
前記炭素析出抑制水温が時間的に一定温度である請求項１又は請求項２に記載のメタン合成装置制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、メタン合成装置を制御するためのメタン合成装置制御方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、第１反応器と第２反応器とを有するメタン製造装置が記載されている。このメタン製造装置では、第１反応器において、供給源から供給された二酸化炭素と水素とを含む原料ガスを用いて、メタン化反応を生じさせる。また、第２反応器では、第１反応器で生成されたメタンを含む反応混合ガスを用いて、メタン化反応を生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１４２８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実際のメタン合成装置では、下流側の反応炉（第二反応炉）において、炭素が析出することがあり、炭素析出によってメタン合成反応に影響を及ぼすおそれがある。しかしながら、第二反応炉において、炭素析出を抑制することが可能なメタン合成装置制御方法は提案されていない。
【０００５】
本開示の技術では、上記事実を考慮し、第二反応炉における炭素析出を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一態様のメタン合成装置制御方法では、二酸化炭素と水素を用いてメタン合成反応を生じさせる第一反応炉と、前記第一反応炉で生成された第一反応生成物から水を凝縮して除去する第一水凝縮器と、前記第一水凝縮器で得られた第一水除去物を用いてメタン合成反応を生じさせる第二反応炉と、前記第二反応炉で生成された第二反応生成物から水を凝縮して除去する第二水凝縮器と、を有するメタン合成装置に対し、前記第二反応炉の反応炉温度の上昇が想定される場合又は上昇した場合に、前記第一水凝縮器の水凝縮温度を、前記第二反応炉での炭素析出を抑制する炭素析出抑制水温まで上昇させる水温上昇工程、を有する。
【０００７】
第一態様のメタン合成装置制御方法では、第一反応炉と第二反応炉の２つの反応炉を有するメタン合成装置を対象としている。メタン合成反応を複数段階で行うので、メタン合成反応を１段階で行う構成と比較して、第二水凝縮器で得られる第二水除去物のメタン変換率を必要に応じて高くすることが可能となる。
【０００８】
ここで、第二反応炉の反応炉温度が上昇した場合に、水凝縮温度が一定であると、第二反応炉での炭素が析出することがある。しかし、このメタン合成装置制御方法では、第二反応炉の反応炉温度の上昇が想定される場合又は上昇した場合に行う水温上昇工程を有している。水温上昇工程においては、第一水凝縮器の水凝縮温度を、第二反応炉での炭素析出を抑制する炭素析出抑制水温まで上昇させる。これにより、第二反応炉での炭素析出を抑制することができる。
【０００９】
第二態様のメタン合成装置制御方法では、第一態様のメタン合成装置制御方法において、前記水温上昇工程において前記水凝縮温度を前記炭素析出抑制水温まで上昇させた後、前記第二反応炉の反応炉温度が降下又は安定した場合に、前記水凝縮温度を前記炭素析出抑制水温未満に降下させる水温降下工程、を有する。
【００１０】
第二態様のメタン合成装置制御方法では、水温上昇工程において水凝縮温度を炭素析出抑制水温まで上昇させた後、第二反応炉の反応炉温度が降下又は安定した場合には、第二反応炉での炭素析出の可能性は低くなる。この状態で水温降下工程を行い、第一水凝縮器の水凝縮温度を炭素析出抑制水温未満に降下させるので、第二反応炉で合成されるメタン濃度の低下を抑制できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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