Title
石油精製技術高度化のための触媒およびプロセス研究( 内容
の要旨(Summary) )
Author(s)
牛尾, 賢
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(工学) 乙第056号
Issue Date
2007-09-12
Type
博士論文
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/23505
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏名(本籍) 学 位 の 種 類 学位授与番号 学位授与 日付 専 攻 学位論文題目 学位論文審査委員 牛 尾 賢(兵庫県) 博 士(工学) 乙第 56 号 平成19 年 9 月12 日 物質工学専攻 石油精製技術高度化のための触媒およびプロセス研究 (StudyonCatalystandProcessforlmprovementofPetroleumRefining 恥cbnolo訂) (主査)教 授 (副査)教 授 客員教授 授 教 弘稔 義 場 杉 橋 松 居 正 樹
論文内容の要旨
近年､原油が60-70US$/bblと高値で安定的に推移している｡この要因として､中国､インドなど人口大国の急速な経済発展により石油製品の需要が拡大しており､今後もその
傾向が続くために長期的に石油の需給がタイート化すると予測されていることが考えられ る｡石油資源そのものは､現在､1兆bblの残存可採埋蔵量(可採年数ⅣP=40年)を有 しており､さらにこの値は､新油田の発見や二次､三次回収技術の発展により､今後､倍 増していくも.のと予測されている｡さらに､オイルサンドやオイルシェールといった非在 来型石油資源まで含めると石油および石油類似炭化水素の残存埋蔵量は8-9兆bbl(原油 換算)に達し､これに石炭および天然ガスを加えると当面､その枯渇を杷憂する必要はな いと言われている｡しかしながら､原油の重質化は避けられないため･､その軽質化技術､ さらには非在来型石油資源からの合成原油製造技術､アップグレーデイング技術の開発が 今後､求められている｡すなわち､資源面から見た最重要技術的課題のひとつとして､重 質油の効率的な軽質化技術があげられることになる｡ 他方､近年の地球温暖化問題に端を発して､炭酸ガス発生量を如何に抑制していくかの 議論が盛んである｡1997年のCOP3では京都議定書が採択され､日本を含むOECD諸国 は1990年比較で数%∼10%のCO2発生量削減の義務を負った｡このような状況下では､ 石油をはじめとする化石燃料の効率的でかつ環境にやさしい使い方がこれまで以上に求 められていくことになる｡すなわち､各々のエネルギー資源の特徴を十分に活かして､例 えば､石油は輸送用燃料と石油化学原料に､天然ガスは発電および家庭用燃料に､石炭は 発電および製鉄等の産業用に特化して使い､エネルギー資源を効率的かつバランス良く使 って行こうといういわゆるベストミックスが求められていく｡この際､環境への配慮が必 要なことは言うまでもない｡ 石油精製分野では､具体的には年々余剰となってくるC重 油(減圧残軽油)を効率よくガソリンや軽油に変換する技術が求められる｡また､その際､ー75-環境問題への対面示
ち､ガソリンや軽油中の硫黄含有量を規制値(現行では10ppm)以下
に抑える必要がある｡本論文は､この様な情勢の元でご石油のより効率的な利用を由るために､石油精製技術
高度化を可能にする触媒およびプロセス研究を行ったものである｡ 第1章は､序論であり､研究の背景が述べられている｡ 第2章は､FCC触媒の磁気分離技術に関するものである｡本技術は､残油のFCCにお いて､汚染物質である重金属が触媒に付与するわずかな磁性差を利用して､触媒の中から 劣化の進んだ触媒を選択的に取り出し廃棄するものである｡この選択廃棄による触媒節約 量は20∼25%に及び､新規な重金属対策として期待されている｡ 第3章は､残油水素化脱硫(RDS)原料油からの鉄爽雑物除去プロセスの開発に関する ものである｡残油水素化脱硫装置の運転においては､反応塔APの急激な上昇により通油 量制限を余儀なくされることがある｡AP発生の原因物質は原料油中に含まれる微小粒子 系の鉄爽雑物であり､これを効率よく除去するプロセスが求められている｡FEROSEPは この鉄爽雑物を磁気的に効率よく分離するものである｡ 第4章は､減圧軽油の水素化分解による高粘度指数潤滑油基油の製造に関するものであ る｡近年､潤滑油はますますきびしい条件下で使われるようになり､その結果､優れた酸 化安定性と高い粘度指数をもった高品質な潤滑油が求められている｡著者らは､特殊な条 件下での減圧軽油の高度水素化分解およびそれに引き続く溶剤精製が高品質な潤滑油基油を製造するのた適していることを見出した｡
第5章は､軽油の二段深度脱硫プロセスの開発に関するものである｡軽油の深度脱硫で は､脱硫反応を進めるために高い温度で反応を行うと脱硫油が着色し､貯蔵安定性に支障 を来たすことがある｡軽油の二段深度脱硫法は､着色油の低温水素化処理が色相改善に極めて有効であるという新しい発見に基づいてし1る｡
第6章は､ゼオライト系DAO水素化分解触媒の由発に関するものである｡近年､わが
国の石油製品需給を見ると､ガソリン､灯軽油需要は維持しながらC重油の需要が大きく 減退している｡このような状況下､DAO(脱れき残油)の水素化分解は､C重油を付加価値の高い中間国分およびガソリンに変えるもっとも有効な手段のひとつと考えられる0そ
こで著者らは､DAOの水素化分解触媒として､メソ孔開孔､チタン挿入ゼオライト系触 媒の開発を検討し､高い分解活性と中間留分選択性および優れた寿命安定性を有する触媒 の開発に成功した｡論文審査結果の要旨
近年､原油が60-70US$/bblと高値で安定的に推移している｡この要因として､中国､ インドなど人口大国の急速な経済発展により石油製品の需要が拡大しており､今後もその 傾向が続くために長期的に石油の需給がタイト化すると予測されていることが考えられ る｡石油資源そのものは､現在､1兆bblの残存可採埋蔵量(可採年数R/P=40年)を有 しており､さらにこの値は､新油田の発見や二次､三次回収技術の発展により､今後､倍 増していくものと予測されている｡さらに､オイルサンドやオイルシェールといった非在来型石油資源まで含めると石油および石油類似炭化水素の残存埋蔵量は8-9兆bbl(原油
換算)に達し､これに石炭および天然ガスを加えると当面､その枯渇を桓憂する必要はな
いと言われている｡しかしながら､原油の重質化は避けられないため､その軽質化技術､ さらには非在来型石油資源からの合成原油製造技術､アップグレーディング技術の開発が 今後､求められている｡すなわち､資源面から見た最重要技術的課題のひとつとして､重 質油の効率的な軽質化技術があげられることになる｡ 本論文は､この様な情勢の元で､石油のより効率的な利用を図るために､石油精製技術 高度化を可能にする触媒およびプロセス研究を行ったものである｡ 第1章は､序論であり､研究の背景が述べられている｡ 第2章は､FCC触媒の磁気分離技術に関するものである｡本技術は､残油のFCCにお いて､汚染物質である重金属が触媒に付与するわずかな磁性差を利用して､触媒の中から 劣化?進んだ触媒を選択的に取り出し廃棄するものである｡この選択廃棄による触媒節約 量は20∼25%に及び､新規な重金属対策として期待されている｡ 第3章は､残油水素化脱硫(RDS)原料拙からの鉄爽雑物除去プロセスの開発に関する ものである｡残油水素化脱硫装置の運転においては､反応塔△Pの急激な上昇により通油 量制限を余儀なくされることがある｡AP発生の原因物質は原料油中に含まれる微小粒子 系の鉄爽雑物であり､これを効率よく除去するプロセスが求められている｡FEROSEPは この鉄爽雑物を磁気的に効率よく分離するものである｡ 第4章は､減圧軽油の水素化分解による高粘度指数潤滑油基油の製造に関するものであ る｡近年､潤滑油はますますきびしい条件下で使われるようになり､その結果､優れた酸 化安定性と高い粘度指数をもった高品質な潤滑油が求められている｡著者らは､特殊な条 件下での減圧軽油の高度水素化分解およびそれに引き続く溶剤精製が高品質な潤滑油基 油を製造するのに適していることを見出した｡ 第5章は､軽油の二段深度脱硫プロセスの開発に関するものである｡軽油の深度脱硫で は､脱硫反応を進めるために高い温度で反応を行うと脱硫油が着色し､貯蔵安定性に支障 を来たすことがある｡軽油の二段深度脱硫法は､着色油の低温水素化処理が色相改善に極 めて有効であるという新しい発見に基づいている｡ 第6章は､ゼオライト系DAO水素化分解触媒の開発に関するものである｡近年､わが 国の石油製品需給を見ると､ガソリン､灯軽油需要は維持しながらC重油の需要が大きく 減退している｡このような状況下､DAO(脱れき残油)の水素化分解は､C重油を付加価 値の高い中間留分およびガソリンに変えるもっとも有効な手段のひとつと考えられる｡そ こで著者らは､DAOの水素化分解触媒として､メソ孔開孔､チタン挿入ゼオライト系触 媒の開発を検討し､高い分解活性と中間留分選択性および優れた寿命安定性を有する触媒 の開発に成功した｡ 第7章は､本論文の結論である｡ 以上､本論文で取り扱った技術は､第2牽から第5章に述べだ,FCC触媒の磁気分離''､ "RDS原料油中の鉄爽雑物除去プロセス''､"減圧軽油の水素化分解による高粘度指数潤 滑油基油の製造"及び"軽油の二段深度脱硫プロセスの開発''は既に､世界各国の精油所 で実用化されている｡ゼオライト系DAO水素化分解は､H19年度より日本一サウジアラー77-ビアの国際共同研究が開始され､近い将来の実用化が期待されている｡ また､これらの技術に対して石油学会技術進歩賞､石油学会賞(共同受賞)､石油学会 野口記念賞を受賞している｡
