特許ウォッチ

公開番号2024088119
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203137
出願日2022-12-20
発明の名称炭化水素製造システム及び炭化水素製造方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C07C 2/82 20060101AFI20240625BHJP(有機化学)
要約【課題】OCM反応によって炭化水素を製造する際に、二酸化炭素の排出量を削減できる炭化水素製造システム及び炭化水素製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】メタンの酸化カップリング反応により、メタンから炭素数2以上の炭化水素を生成させる炭化水素製造システムであって、メタンと酸素とから酸化カップリング反応を行う酸化カップリング反応装置と、イナート成分を含む原料ガスから前記イナート成分を分離する原料ガス分離装置と、酸化カップリング反応装置で生成される生成ガスに含まれる二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離装置と、水素と二酸化炭素とからメタネーション反応を行うメタネーション装置と、を備える、炭化水素製造システム。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
メタンの酸化カップリング反応により、メタンから炭素数２以上の炭化水素を生成させる炭化水素製造システムであって、
メタンと酸素とから酸化カップリング反応を行う酸化カップリング反応装置と、
イナート成分を含む原料ガスから前記イナート成分を分離する原料ガス分離装置と、
前記酸化カップリング反応装置で生成される生成ガスに含まれる二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離装置と、
水素と二酸化炭素とからメタネーション反応を行うメタネーション装置と、を備える、炭化水素製造システム。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記原料ガス分離装置が前記原料ガスから前記イナート成分を分離するイナート成分分離膜を有する、請求項１に記載の炭化水素製造システム。
【請求項３】
前記メタネーション装置では、前記メタネーション反応の原料として一酸化炭素をさらに含む、請求項１又は２に記載の炭化水素製造システム。
【請求項４】
太陽光による熱エネルギーを利用して高圧スチームを生成する太陽熱蒸気システムをさらに備える、請求項１又は２に記載の炭化水素製造システム。
【請求項５】
水電解反応により、水から酸素と水素とを生成する水電解装置をさらに備える、請求項１又は２に記載の炭化水素製造システム。
【請求項６】
前記水電解装置で生成した酸素を前記酸化カップリング反応装置に供給する、請求項５に記載の炭化水素製造システム。
【請求項７】
空気から酸素を分離する深冷分離装置と、酸素分離装置とをさらに備え、前記酸素分離装置が前記深冷分離装置で分離した酸素から、さらに純度の高い酸素を分離する酸素分離膜を有する、請求項１又は２に記載の炭化水素製造システム。
【請求項８】
前記水電解装置で生成した水素を前記メタネーション装置に供給する、請求項５に記載の炭化水素製造システム。
【請求項９】
二酸化炭素回収装置をさらに備え、回収した二酸化炭素を前記メタネーション装置に供給する、請求項１又は２に記載の炭化水素製造システム。
【請求項１０】
メタンの酸化カップリング反応により、メタンから炭素数２以上の炭化水素を生成させる炭化水素製造システムであって、
メタンと酸素とから酸化カップリング反応を行う酸化カップリング反応装置と、
前記酸化カップリング反応装置で生成される生成ガスに含まれる二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離装置と、
水素と二酸化炭素とからメタネーション反応を行うメタネーション装置と、
太陽光による熱エネルギーを利用して高圧スチームを生成する太陽熱蒸気システムと、を備える、炭化水素製造システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭化水素製造システム及び炭化水素製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
天然ガス等のメタンを含むガスを用いた酸化カップリング反応（ＯｘｉｄａｔｉｖｅＣｏｕｐｌｉｎｇｏｆＭｅｔｈａｎｅ、以下「ＯＣＭ反応」ともいう。）により、オレフィン等の炭化水素を製造する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、酸化カップリング反応装置の後段に二酸化炭素、一酸化炭素、水素を含むガスをメタンに転換してリサイクルする装置と、高圧スチーム発生装置（ＨＲＳＧ）とを備えたガスタービンシステムにパージガスを供給する炭化水素製造システムが提案されている。特許文献１の発明によれば、パージガスを供給することで、ＨＲＳＧと接続されたスチームシステムから熱や動力を炭化水素製造システムで利用することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第２０１６／０２７２５５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の発明では、パージガスをガスタービンの燃料としており、燃料はガスタービンにて燃焼され、二酸化炭素が排出される。加えて、酸化カップリング反応で生成された生成ガスの二酸化炭素分離装置から回収される二酸化炭素の一部はメタネーションに利用されるが、余剰分は、利用用途がなく、大気へ排出される。
一方で、近年、各産業において、カーボンニュートラルを目指す動きが活発化している。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、ＯＣＭ反応によって炭化水素を製造する際に、二酸化炭素の排出量を削減できる炭化水素製造システム及び炭化水素製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示に係る炭化水素製造システムは、メタンの酸化カップリング反応により、メタンから炭素数２以上の炭化水素を生成させる炭化水素製造システムであって、メタンと酸素とから酸化カップリング反応を行う酸化カップリング反応装置と、イナート成分を含む原料ガスから前記イナート成分を分離する原料ガス分離装置と、前記酸化カップリング反応装置で生成される生成ガスに含まれる二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離装置と、水素と二酸化炭素とからメタネーション反応を行うメタネーション装置と、を備える。
【０００８】
本開示に係る炭化水素製造方法は、メタンの酸化カップリング反応により、メタンから炭素数２以上の炭化水素を生成させる炭化水素製造方法であって、メタンの酸化カップリング反応により、炭素数２以上の炭化水素を生成する工程と、イナート成分を含む原料ガスから前記イナート成分を分離する工程と、前記酸化カップリング反応で生成される生成ガスに含まれる二酸化炭素を分離する工程と、メタネーション反応により、水素と二酸化炭素とからメタンを生成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の炭化水素製造システム及び炭化水素製造方法によれば、ＯＣＭ反応によって炭化水素を製造する際に、二酸化炭素の排出量を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の第一実施形態に係る炭化水素製造システムの構成を示す模式図である。
本開示の第一実施形態に係る炭化水素製造方法を示すフローチャートである。
高純度酸素ガス中の窒素濃度の影響をシミュレートした際のＯＣＭプラントを簡略化したモデルの模式図である。
本開示の第二実施形態に係る炭化水素製造システムの構成を示す模式図である。
本開示の第三実施形態に係る炭化水素製造システムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許