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메탄올 합성 반응이 일어나는 복수 개의 반응기가 직렬로 연결된 것인 반응 유닛;상기 반응 유닛에 적어도 이산화탄소 및 수소를 포함하는 원료를 공급하는 공급 유닛;각 반응기의 후단에 위치하고, 전단의 반응기의 배출물을 생성물과 미반응물로 분리하여 상기 미반응물은 후단의 반응기로 투입하고 상기 생성물은 회수하는 생성물 회수 유닛; 및상기 생성물 회수 유닛으로부터 공급받은 생성물을 증류하여 메탄올을 분리하는 증류 유닛;을 포함하고,상기 반응 유닛 중 전단의 반응기에서는 이산화탄소가 메탄올로 전환되는 반응이 일어나고, 후단의 반응기에서는 이산화탄소가 메탄올로 전환되는 반응 및 일산화탄소가 메탄올로 전환되는 반응이 일어나며, 각 반응기에서 일어나는 반응이 메탄올의 생성에 유리하도록 상기 반응 유닛은 후단의 반응기로 갈수록 반응기의 온도가 낮아지고 촉매의 함량이 높아지는 것을 특징으로 하고,상기 생성물 회수 유닛은 각 반응기의 후단에 위치하여 상기 반응기의 배출물을 액상의 생성물과 기상의 미반응물로 분리하는 기액 분리기를 포함하되, 최후단에 위치하는 생성물 회수 유닛의 기액 분리기에 그 전단의 생성물 회수 유닛으로부터 회수한 생성물을 투입하여 생성물과 미반응물을 분리하는 것인는 메탄올의 제조장치
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제1항에 있어서,상기 공급 유닛은 수분을 제거하지 않은 원료를 공급하는 것인 메탄올의 제조장치
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제1항에 있어서,상기 생성물 회수 유닛은 전단의 반응기의 배출물로부터 후단의 반응기로 투입되는 미반응물로 열을 교환하기 위한 열교환기; 및 상기 열교환기를 거친 배출물을 액상의 생성물과 기상의 미반응물로 분리하는 기액 분리기;를 포함하고, 상기 기액 분리기로부터 배출되는 미반응물은 상기 열교환기를 거쳐 후단의 반응기로 투입되는 것인 메탄올의 제조장치
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제6항에 있어서,상기 생성물 회수 유닛은 상기 열교환기와 상기 기액 분리기 사이에 위치하여 상기 열교환기를 거친 배출물의 온도를 낮추는 냉각기; 및 상기 열교환기와 후단의 반응기 사이에 위치하여 상기 열교환기를 거친 미반응물의 온도를 높이는 가열기를 더 포함하는 메탄올의 제조장치
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제1항에 있어서,최후단에 위치하는 생성물 회수 유닛의 기액 분리기에서 분리된 미반응물을 상기 공급 유닛으로부터 공급되는 원료에 혼합하는 것인 메탄올의 제조장치
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제1항에 있어서,상기 원료는 일산화탄소(CO)를 포함하지 않고, H2/CO2 몰비율이 2 내지 4이고,상기 반응 유닛은 상기 원료를 공급받고, 247℃ 내지 250℃에서 작동하는 제1 반응기; 상기 제1 반응기로부터 배출되는 미반응물을 공급받고, 제1 반응기보다 3℃ 내지 4℃ 낮은 온도에서 작동하는 제2 반응기; 및 상기 제2 반응기로부터 배출되는 미반응물을 공급받고, 제2 반응기보다 3℃ 내지 4℃ 낮은 온도에서 작동하는 제3 반응기를 포함하고,상기 생성물 회수 유닛이 상기 제1 반응기, 제2 반응기 및 제3 반응기 각각의 후단에 위치하여 이들의 배출물로부터 생성물을 분리하여 회수하며,상기 제3 반응기의 후단에 위치하는 생성물 회수 유닛에서 분리된 미반응물을 상기 공급 유닛으로부터 공급되는 원료에 혼합하는 것인 메탄올의 제조장치
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메탄올 합성 반응이 일어나는 복수 개의 반응기가 직렬로 연결된 반응 유닛에 적어도 이산화탄소 및 수소를 포함하는 원료를 공급하는 단계;상기 각 반응기의 후단에서 전단의 반응기의 배출물을 생성물과 미반응물로 분리하여 상기 미반응물을 후단의 반응기로 투입하고, 상기 생성물을 회수하는 단계; 및회수한 생성물을 증류하여 메탄올을 분리하는 단계;를 포함하고,상기 반응 유닛 중 전단의 반응기에서는 이산화탄소가 메탄올로 전환되는 반응이 일어나고, 후단의 반응기에서는 이산화탄소가 메탄올로 전환되는 반응 및 일산화탄소가 메탄올로 전환되는 반응이 일어나며, 각 반응기에서 일어나는 반응이 메탄올의 생성에 유리하도록 상기 반응 유닛은 후단의 반응기로 갈수록 반응기의 온도가 낮아지고 촉매의 함량이 높아지는 것을 특징으로 하고,상기 생성물을 회수하는 단계는 각 반응기의 후단에 위치하는 기액 분리기를 사용하여 전단의 반응기의 배출물을 액상의 생성물과 기상의 미반응물로 분리하는 단계를 포함하되, 최후단에 위치하는 기액 분리기에 그 전단에서 회수한 모든 생성물을 투입하여 상기 기액 분리기로 생성물과 미반응물을 분리하는 것인 메탄올의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 반응 유닛에 수분을 제거하지 않은 원료를 공급하는 것인 메탄올의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 생성물을 회수하는 단계는열교환기로 전단의 반응기의 배출물로부터 후단의 반응기로 투입되는 미반응물로 열을 교환하는 단계; 열교환된 상기 배출물을 기액 분리기를 사용하여 액상의 생성물과 기상의 미반응물로 분리하는 단계; 및분리된 상기 미반응물을 상기 열교환기로 투입하여 상기 전단의 반응기의 배출물과 열교환한 뒤 후단의 반응기로 투입하는 단계;를 포함하는 것인 메탄올의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 생성물을 회수하는 단계는상기 열교환기와 기액 분리기 사이에 위치한 냉각기로 열교환된 상기 배출물의 온도를 낮추는 단계를 더 포함하거나,상기 열교환기와 후단의 반응기 사이에 위치한 가열기로 열교환된 상기 미반응물의 온도를 높이는 단계를 더 포함하는 것인 메탄올의 제조방법
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제11항에 있어서,최후단에 위치하는 기액 분리기에서 분리된 미반응물을 상기 원료에 혼합하는 단계를 더 포함하는 것인 메탄올의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 원료는 일산화탄소(CO)를 포함하지 않고, H2/CO2 몰비율이 2 내지 4이고,상기 반응 유닛은 상기 원료를 공급받고, 247℃ 내지 250℃에서 작동하는 제1 반응기; 상기 제1 반응기로부터 배출되는 미반응물을 공급받고, 제1 반응기보다 3℃ 내지 4℃ 낮은 온도에서 작동하는 제2 반응기; 및 상기 제2 반응기로부터 배출되는 미반응물을 공급받고, 제2 반응기보다 3℃ 내지 4℃ 낮은 온도에서 작동하는 제3 반응기를 포함하고,상기 제1 반응기, 제2 반응기 및 제3 반응기 각각의 후단에서 이들의 배출물로부터 생성물을 분리하여 회수하며,상기 제3 반응기의 후단에 위치하는 생성물 회수 유닛에서 분리된 미반응물을 상기 공급 유닛으로부터 공급되는 원료에 혼합하는 것인 메탄올의 제조방법
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