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수증기와 천연가스를 반응원료로 하여 천연가스 내에 포함된 C2+ 탄화수소를 촉매 상에서 메탄으로 전환시켜 혼합가스를 제조하는 제1단계; 상기 혼합가스를 개질촉매로 충진된 개질반응기에서 개질반응시켜 일산화탄소, 이산화탄소, 수소를 포함하는 합성가스를 제조하는 제2단계; 및상기 합성가스를 반응원료로 사용하여 메탄올 합성 촉매로 충진된 메탄올 합성반응기에서 반응시켜 메탄올을 제조하는 제3단계;를 포함하며, 상기 메탄올 합성 과정의 생성물인 메탄올과 미반응 합성가스를 분리하고, 상기 분리된 미반응 합성가스 중 일부를 제2단계의 개질반응기에서 필요한 반응열을 제공하는 가열로로 공급하여 천연가스와 함께 연소시키며, 상기 가열로에서 배출되는 연소 후 가스가 열교환기를 거치도록 하면서, 상기 개질반응기로 공급되는 혼합가스가 상기 열교환기를 통과하도록 하여, 상기 열교환기에서 연소 후 가스와의 열교환을 통해 가열된 혼합가스가 개질반응기에 공급되도록 하고,상기 가열로로 공급되는 연소용 공기가 제7열교환기를 통과하도록 하면서, 상기 연소 후 가스가 제7열교환기를 통과하도록 하여, 상기 제7열교환기에서 연소 후 가스와의 열교환에 의해 가열된 연소용 공기가 상기 가열로에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 메탄올 합성 과정에 필요한 이산화탄소를 제2단계의 개질반응기와 제3단계의 메탄올 합성반응기 중 어느 한 곳에 주입하거나 두 곳에 분배하여 주입하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 2에 있어서,상기 이산화탄소는 제1단계에서 반응원료로 사용되는 천연가스 대비 0
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청구항 1에 있어서,상기 가열로로 공급되는 미반응 합성가스를 제외한 나머지 미반응 합성가스 중 일부를 제2단계 공정과 제3단계 공정으로 동시에 재순환시켜 합성가스 제조 및 메탄올 합성을 위한 반응원료로 재사용하거나, 제3단계 공정만으로 재순환시켜 메탄올 합성을 위한 반응원료로 재사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 열교환기에 의해 혼합가스의 온도를 600 ∼ 800 ℃로 조절하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 2에 있어서,상기 메탄올 합성 과정에 필요한 이산화탄소를 제2단계의 개질반응기로 주입함에 있어, 연소 후 가스가 거치게 되는 열교환기를 이산화탄소가 통과하도록 하여, 상기 열교환기에서 연소 후 가스와의 열교환을 통해 가열된 이산화탄소가 개질반응기에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 혼합가스의 온도를 승온시키기 위한 열교환기로서,혼합가스 공급 경로를 기준으로 상류측 및 연소 후 가스 경로를 기준으로 하류측에 배치되는 제1열교환기와,혼합가스 공급 경로를 기준으로 하류측 및 연소 후 가스 경로를 기준으로 상류측에 배치되는 제2열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 7에 있어서,상기 제1열교환기에서 혼합가스의 온도를 500 ∼ 700 ℃로 조절하고, 상기 제2열교환기에서 혼합가스의 온도를 600 ∼ 800 ℃로 조절하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 7에 있어서,메탄올 합성 과정에 필요한 이산화탄소를 공급함에 있어, 이산화탄소가 상기 제1열교환기를 통과하도록 하여, 상기 제1열교환기에서 연소 후 가스와의 열교환을 통해 가열된 이산화탄소가 개질반응기에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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10
청구항 1에 있어서,상기 연소 후 가스가 제5열교환기를 통과하도록 하면서, 제1단계의 혼합가스 제조가 이루어지는 예비 개질반응기로 공급되는 반응원료인 천연가스와 수증기가 상기 제5열교환기를 통과하도록 하여, 상기 제5열교환기에서 연소 후 가스와의 열교환을 통해 가열된 반응원료가 예비 개질반응기에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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11
청구항 10에 있어서,연소 후 가스 경로를 기준으로 제5열교환기의 상류측에는, 연소 후 가스를 통과시키면서 물과 수증기 중 적어도 어느 하나를 냉매로 통과시켜 연소 후 가스와 냉매 간의 열교환을 통해 연소 후 가스의 온도를 조절하는 열교환기를 추가로 배치하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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12
청구항 11에 있어서,연소 후 가스 경로를 기준으로 제5열교환기의 하류측에는, 연소 후 가스를 통과시키면서 상기 냉매로 사용되는 물 또는 수증기의 공급을 위해 급수되는 물을 통과시켜 연소 후 가스와 물 간의 열교환이 이루어지는 제6열교환기를 추가로 배치하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 10에 있어서,상기 제5열교환기에 의해 반응원료의 온도를 400 ∼ 600 ℃로 조절하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 제7열교환기에서 1차로 가열된 연소용 공기가 연소 후 가스 경로를 기준으로 제7열교환기의 상류측에 배치된 제8열교환기를 통과하도록 하면서, 상기 연소 후 가스가 제8열교환기를 통과하도록 하여, 상기 제8열교환기에서 연소 후 가스와의 열교환에 의해 추가로 가열된 연소용 공기가 상기 가열로에 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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16
청구항 10에 있어서,연소 후 가스 경로를 기준으로 제5열교환기의 하류측에는, 연소 후 가스를 통과시키면서 물과 수증기 중 적어도 어느 하나를 냉매로 통과시켜 연소 후 가스와 냉매 간의 열교환을 통해 연소 후 가스의 온도를 조절하는 열교환기를 추가로 배치하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 16에 있어서,연소 후 가스 경로를 기준으로 상기 연소 후 가스의 온도를 조절하는 열교환기의 하류측에는, 연소 후 가스를 통과시키면서 상기 냉매로 사용되는 물 또는 수증기의 공급을 위해 급수되는 물을 통과시켜 연소 후 가스와 물 간의 열교환이 이루어지는 제6열교환기를 추가로 배치하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 제3단계의 메탄올 합성반응에 유입되는 합성가스 중 H2/(2CO+3CO2)의 몰 비율이 0
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청구항 1에 있어서,상기 제3단계의 메탄올 합성반응에서 배출되는 미반응 합성가스 중 가열로로 공급되어 연소되는 미반응 합성가스의 몰 유량 비율은 미반응 합성가스 전체에 대하여 0
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청구항 1, 청구항 11, 또는 청구항 16에 있어서,연소 후 가스와 물을 통과시키는 열교환기에서 연소 후 가스와 물 간의 열교환을 통해 생산되는 수증기를 제1단계의 반응원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1, 청구항 11, 또는 청구항 16에 있어서,연소 후 가스와 물을 통과시키는 열교환기에서 연소 후 가스와 물 간의 열교환을 통해 생산되는 수증기를 발전기의 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는데 이용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 21에 있어서,상기 발전기에 의해 생산되는 전력은, 개질반응기에서 메탄올 합성반응기로 공급되는 합성가스를 압축하여 승압하는 전동식 압축기를 구동시키는데 사용하거나, 메탄올 합성반응기에서 배출되는 미반응 합성가스를 반응원료로 사용할 수 있도록 제2단계 공정과 제3단계 공정, 또는 제3단계 공정으로 재순환시키는 전동식 압축기를 구동시키는데 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1, 청구항 11, 또는 청구항 16에 있어서,연소 후 가스와 물을 통과시키는 열교환기에서 연소 후 가스와 물 간의 열교환을 통해 생산되는 수증기를 터빈 압축기의 터빈을 회전시키는데 이용하고, 상기 터빈 압축기를, 개질반응기에서 메탄올 합성반응기로 공급되는 합성가스를 압축하여 승압하는데 사용하거나, 메탄올 합성반응기에서 배출되는 미반응 합성가스를 반응원료로 사용할 수 있도록 제2단계 공정과 제3단계 공정, 또는 제3단계 공정으로 재순환시키는데 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 제3단계의 메탄올 합성반응에서 발생하는 반응열을 물을 가열하는데 이용하여 수증기를 생산하고, 이때 생산되는 수증기를 제1단계에서의 반응원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 제3단계의 메탄올 합성반응에서 발생하는 반응열을 물을 가열하는데 이용하여 수증기를 생산하고, 이때 생산되는 수증기를 발전기의 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는데 이용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 25에 있어서,상기 발전기에 의해 생산되는 전력은, 개질반응기에서 메탄올 합성반응기로 공급되는 합성가스를 압축하여 승압하는 전동식 압축기를 구동시키는데 사용하거나, 메탄올 합성반응기에서 배출되는 미반응 합성가스를 반응원료로 사용할 수 있도록 제2단계 공정과 제3단계 공정, 또는 제3단계 공정으로 재순환시키는 전동식 압축기를 구동시키는데 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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27
청구항 1에 있어서,상기 제3단계의 메탄올 합성반응에서 발생하는 반응열을 물을 가열하는데 이용하여 수증기를 생산하고, 이때 생산되는 수증기를 터빈 압축기의 터빈을 회전시키는데 이용하며, 상기 터빈 압축기를, 개질반응기에서 메탄올 합성반응기로 공급되는 합성가스를 압축하여 승압하는데 사용하거나, 메탄올 합성반응기에서 배출되는 미반응 합성가스를 반응원료로 사용할 수 있도록 제2단계 공정과 제3단계 공정, 또는 제3단계 공정으로 재순환시키는데 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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28
청구항 1에 있어서,상기 개질반응기 후단에 물과 개질반응기로부터 배출되는 합성가스 사이의 열교환에 의해 물로부터 수증기를 생산하는 열교환기를 배치하고, 상기 개질반응기 후단의 열교환기에서 생산되는 수증기를 제1단계에서의 반응원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 개질반응기 후단에 물과 개질반응기로부터 배출되는 합성가스 사이의 열교환에 의해 물로부터 수증기를 생산하는 열교환기를 배치하고, 상기 개질반응기 후단의 열교환기에서 생산되는 수증기를 발전기의 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는데 이용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 29에 있어서,상기 발전기에 의해 생산되는 전력은, 개질반응기에서 메탄올 합성반응기로 공급되는 합성가스를 압축하여 승압하는 전동식 압축기를 구동시키는데 사용하거나, 메탄올 합성반응기에서 배출되는 미반응 합성가스를 반응원료로 사용할 수 있도록 제2단계 공정과 제3단계 공정, 또는 제3단계 공정으로 재순환시키는 전동식 압축기를 구동시키는데 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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청구항 1에 있어서,상기 개질반응기 후단에 물과 개질반응기로부터 배출되는 합성가스 사이의 열교환에 의해 물로부터 수증기를 생산하는 열교환기를 배치하고, 상기 개질반응기 후단의 열교환기에서 생산되는 수증기를 터빈 압축기의 터빈을 회전시키는데 이용하며, 상기 터빈 압축기를, 개질반응기에서 메탄올 합성반응기로 공급되는 합성가스를 압축하여 승압하는데 사용하거나, 메탄올 합성반응기에서 배출되는 미반응 합성가스를 반응원료로 사용할 수 있도록 제2단계 공정과 제3단계 공정, 또는 제3단계 공정으로 재순환시키는데 사용하는 것을 특징으로 하는 메탄올 생산 방법
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