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2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-1
【 特 別 講 演 Ⅱ 】 液体燃料化(GTL)国産技術の進展
大野 健二
独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構 石油天然ガス開発 R&D 推進グループ
グループリーダー
1
○GTL概論
○JOGMEC-GTL○CTLなど
○まとめ
0
液体燃料化(GTL)国産技術の進展
平成18年11月27日
石炭技術会議
石油天然ガス探鉱開発技術本部R&D推進グループ長
大野 健二
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-2
3GTL供給量予測
○GTL供給量予測:130万BPD(2020年)2006METI総合資源エネルギー調査会 石油分科会 石油政策小委員会(第3回)資料より抜粋
2
CH4
H2O
O2
CO2
H2
CO
Syngas Production FT Synthesis Upgrade
Gas To Liquids
蛙石,末廣,分離技術,2006を修正
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-3
5GTLの現状 -商業計画-
2005日本エネルギー学会vol84,Number8,August8,P646(末廣) 修正
○2010年前後にGTLのプロジェクトが集中。
○カタールで3つのプロジェクトの延期有り。
GTL生産量の規模感:
○カタールのGTL:39.4万BPD@2011(日本の2004年石油消費量の7.5%)
○日本の石油消費量:530万BPD@2004
Country/Year 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Qatar ○QP/Sasol(Oryx) ○SasolChevron(Oryx-II)
34,000 BPSD 66,000 BPSD
○SasolChevron(Oryx-III ) (postpone) ○SasolChevron
130,000 BPSD 130,000 BPSD
○Shell ○Shell
70,000 BPSD 70,000 BPSD
○ExxonMobil
154,000 BPSD
△ConocoPhillips (postpone) △ConocoPhillips
80,000 BPSD 80,000 BPSD
△Marathon (postpone)
120,000 BPSD
Nigeria ○SasolChevron
34,000 BPSD
Algeria 2 Consortium Bidding
36,000 BPSD
Columbia BP
4背景 -GTLが注目される理由-
◎新たなガスの商品化手段
○天然ガスを原料
○燃料資源の多様化(天然ガスからの液体燃料確保)
○既発見・未開発ガス田(CO2含有ガス田等)の開発手段
○油市場をターゲットとした地下資源の現金化(monetizing)
○低環境負荷型燃料(サルファーフリー・アロマフリー)
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-4
7Oryx GTL (1) – QP/Sasol -
☆2006/06/06にプラント稼動(竣工式)• 原料天然ガス:330MMSCFD• 17,000B/D×2系列• 製品:LPG:1,000B/D, Naphtha:9,000B/D, GasOil: 24,000B/D
2005/02/22-23,QP訪問時撮影
出典:GTL tec2005 (Nov,2005)
2FT Reactors
(Slurry Bubble
Column Reactor)
6世界のGTL開発経緯・状況
○メジャー、サソールは1950年代から研究を実施
○1980年後半から2000年にかけて、デモンストレーションプロジェクトを実施
☆2010年にGTL商業プロジェクトが実施できるように日本勢は猛追中
1980 1990 2000
Exxon Research and bench-scale Demonstration200 BD
Commercial100-156
MBD
Sasol Pilot Plant Demonstration100 BD
Commercial34 MBD
Coal – Based Technology Commercial Operation
Shell Research and bench-scale Pilot Plant 2nd SMDSTM
140 MBDCommercial
12.5 MBD
BP Research and bench-scale Demonstration300 BD
ConocoPhillips
R&D Demo.400 BD
JOGMEC R&D Pilot Plant7 BD
FluidizedBed CPOX (O2)
ATR(Haldor-Topsoe,
O2)
POX (O2) + SMR
SMR(Compact Reformer)
CPOX (O2)in fixed bed
SMR withCO2 reforming
SyngasSlurry Bubble
Column
Slurry BubbleColumn
Tubular FixedBed
Tubular FixedBed
Slurry Bubble Column
Slurry BubbleColumn
F-THydro-
isomerization
Iso-cracking/Iso-dewaxing
Hydrocraking
Hydrocraking
Hydrocraking
Hydrotreating/Hydrocraking
ProductUpgrading
20BD
2005化学工学会,気泡塔分科会(末廣)の資料を加筆・修正
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-5
9将来のGTL
2005
2015
Pilot Demonstration Commercial
JOGMEC
Saso
l
Shel
l
Cono
coPh
illip
s
Exxo
nMob
il
BP
Rent
ech
Synt
role
um
Stat
oil/P
etro
SA
3 – 4 Major GTL Licensors Survive
(Consultant’s vision)
JOGM
EC
2010
8Oryx GTL (2) – QP/Sasol -
• Catalyst Hopper×2• FT Reactor×2 (by IHI )• 10mD×60mH, 2,000t
出典:GTL tec2005 (Nov,2005)
Slurry Bubble
Column Reactor
出典:Syngas Refiner, April2005
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-6
11CH4
CO H2
CH4 H2O CO2
完全酸化
CH4+2O2→CO2+2H2OΔH298=-802kJ/mol(4)
CPOX CH4+0.5O2→2H2+COΔH298=-36kJ/mol(5)
発熱
発熱
CH4+H2O⇔3H2 +COΔH298=+206kJ/mol(1)
CH4+CO2⇔2H2 +2COΔH298=+248kJ/mol(3)
Steam Reforming(1)(2)
CO2 Reforming(3)(2)吸熱
ATR (4) (1)(2)(3)
GTL製造プロセスの要素技術(1) -合成ガス-
Exxon
SasolChevron (Topsoe)
BP
ConocoPhillips
JOGMEC
2004石油・天然ガス資源の未来を拓く(石油技術協会),末廣P279の図を加筆・修正
CO+H2O⇔H2+CO2ΔH298=-42kJ/mol (2)
合成ガス
10
Natural
Gas
Syngas
OCM
H2,CO
MeOH
DME
FT
MeOH
DME
FT NaphthaKerosene
Gas Oil
Gasoline
Upgrade
AGTL
MTO
DTO
C2H4
C3H6
C4H8
Olefin
Oligo-
merization
Fuel
Raw Material
◎Steam/CO2(Chiyoda)
○A-ATG(JGC/OG)
△D-CPOX(Chiyoda)
OCM (Japex/Cosmo Oil)
OCM (RIPI/JOGMEC)
OCM
(Japex/Cosmo Oil)
Prof.Fujimoto
MeOH
(MGC,MHI,TEC)
DME(JFE)
◎FT(NSE)
MTO ( Okado (Japex),etc)
DTO (JGC,etc)
Upgrade
◎Upgrade(NOC)
◎Demo (500BPSD) ○Pilot(65BPSD) △Bench(1BPSD)
Coal
Biomass
LNG
Natural Gas
GTL Technology
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-7
13GTL製造プロセスの要素技術(3)-FT合成-
連鎖成長 (K p)
水素化脱離 (K d)
CO
H2
CO
H2CH 2CH 2 CH 3
CH 2CH 3
CH 2
連鎖成長 (K p)
22CHCH 2
CH 3 CHCH 2
CH 3
4H2
CHH2
CH 4 C2H6H2 C2H6H2 88C3HH2 C3HH2
水素化脱離 (K d)
1つの説明用モデルです
○FT反応
CO+2H2 -(1/n)(CH2)n-+H2O, ΔH298= -167kJ/mol-CO
炭素鎖が増加する速度
水素化されて脱離する速度
○連鎖成長確率:α=Kp/(Kp+Kd)
発熱反応
除熱が重要
αが1に近いほど炭
素鎖が出来る傾向
H2/CO=2/1
2003石油技術協会誌vol68,no6(末廣)の図を加筆・修正
12天然ガス
スチーム
ボイラー
バーナー
合成ガス
脱硫塔
熱交換器
加熱炉
バーナー合成ガス酸素
天然ガス
空気
空気分離装置
洗浄塔
急冷型
ガス化炉
水
水循環ポンプ
熱交換器
天然ガス
空気空気分離装置
スチーム
酸素
加熱炉 自己熱改質炉
スチーム
排熱ボイラー脱硫塔
合成ガス
プ ロ セ ス 名 合 成 ガ ス の 組 成
H 2/ C O 比
長 所 短 所
S te a m
R e fo rm in g
3 ~ 5 実 績 が あ る 。
酸 素 が 不 要 。
運 転 温 度 が 比 較 的 低 い (6 0 0 ~ 85 0 ℃ )。
合 成 ガ ス 中 の 水 素 割 合 が 高 い 。
エ ネ ル ギ ー 消 費 が 大 き い 。
液 体 燃 料 合 成 反 応 に 対 し て は H 2/ C O 比 が 高
い 。
A T R 1 .5 ~ 3 H 2/ C O 比 が 調 整 可 能 。
エ ネ ル ギ ー 消 費 が 小 さ い 。
反 応 温 度 が P O x 法 よ り 低 い (リ ア ク タ ー 出 口 温
度 1 0 0 0 ℃ 程 度 )。
装 置 構 成 が 複 雑 。
酸 素 が 必 要 。
P O X < 2 原 料 ガ ス 中 の 脱 硫 が 不 要 。
未 反 応 メ タ ン が 少 な い 。
設 備 構 成 が 単 純 。
反 応 温 度 が 高 く 、 エ ネ ル ギ ー 消 費 が 大 き い ( リ ア
ク タ ー 出 口 温 度 13 0 0 ~ 1 4 00 ℃ ) 。
酸 素 が 必 要 。
H 2/ C O 比 が 低 い 、 2 以 上 が 必 要 な 場 合 は 不 利 。
Steam Reforming ATR POX
GTL製造プロセスの要素技術(2)-合成ガス-
2004石油・天然ガス資源の未来を拓く(石油技術協会),末廣P278の図を加筆・修正
○代表的合成ガス製造プロセスの長短所
バーナー
(SasolChevron) (Shell)
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-8
15
触媒層
生成物
熱媒体
合成ガス+触媒合成ガス
触媒 反応槽
冷却管
生成物合成ガス
生成物
水
蒸気
+流動媒体
生成物
触媒分離装置
触媒
触媒
外部熱交換式固定床リアクター
循環流動床リアクター スラリー床リアクター
長所 単位的構造が単純 反応収率が高い 接触時間の調節が容易
短所 触媒層に温度分布が生じやすい 大型化すると複雑な構造となる 圧力損失が大きい 触媒の充填・交換が困難
長所 槽内の温度を均一に保持可能 伝熱効率が高い 触媒の連続的再生が可能 圧力損失が小さい
短所 構造が複雑 反応収率は低下する場合が少なくない 流動状態が複雑なため設計法が確立していない 安定な操作に熟練を要する
長所 温度の制御性が高い 混合性が良い 構造が比較的簡単であり、大型化が容易 触媒の物理的損傷が流動床より小さい
短所 反応収率は低下する場合が少なくない 流動状態が複雑なため設計法が確立していない 安定な操作に熟練を要する 触媒と生成物の分離が困難 工業規模での実績が少ない採用されている主なプロセス名と規模
FT合成 Shell SMDS 12,500 BPSD Sasol Arge 1,000 BPSD
DME合成 Halder Topsoe 2 TPSDメタノール合成 Halder Topsoe、Lurgi他
採用されている主なプロセス名と規模 FT合成 SASOL Synthol 約70,000 BPSD(現在は改良型に置換済)
採用されている主なプロセス名と規模 FT合成 SASOL SSPD 2,500 BPSD
ExxonMobil AGC-21 200 BPSDRentech 235 BPSD
DME合成 JFE 100 TPSDメタノール合成 Air Products 250 TPSD
合成ガス
GTL製造プロセスの要素技術(5) –FT合成-
○代表的FT合成プロセスの長短所2004石油・天然ガス資源の未来を拓く(石油技術協会),末廣P280の図を加筆・修正
14GTL製造プロセスの要素技術(4)-FT合成-
○生成炭化水素の割合はASF(Anderson- Shultz-Flory)則に従う
○灯油・軽油留分を最大 α=0.85~
○Shellはもっと重い留分をつくり(α=0.92)、分解して、灯油・軽油収率を高くしている。
C1,C2
Naphtha
Kerosene
Gas Oil
WAX
Pro
ducts
/ w
t.%
0
20
40
60
80
100
0 .75 0.8 0 .85 0.9 0 .95
Chain Growth Probability(α)
LPG
2003石油技術協会誌vol68,no6(末廣)の図を加筆・修正
α
灯油・軽油
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-9
17GTL製造プロセスの要素技術(7)-アップグレード技術-
○アップグレード反応のイメージ
蛙石,末廣,分離技術,2006を修正
16高温反応型(300~350℃)FT合成油のアップグレード
H2/CO FT合成
軽質オレフィン
ナフサ
重合
改質
ガソリン留分
灯軽油留分
蒸留
低温反応型(200~250℃)FT合成油のアップグレード
(300~350℃)
H2/CO FT合成
ワックス留分 水素化
分解
ナフサ留分灯軽油留分
蒸
留
ワックス留分
(200~250℃)
GTL製造プロセスの要素技術(6)-アップグレード技術-
○蒸留、ワックスのアップグレードにより灯油・軽油留分を生産2004石油・天然ガス資源の未来を拓く(石油技術協会),末廣P280の図を加筆・修正
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-10
19Yufutsu Gas Field in Hokkaido
Site of Yufutsu GTL Pilot Plant
Gas Composition CH4 85.0% C2H6 8.5% C3H8 3.0% C4+ 1.6% N2 1.3%
Sapporo
Yufutsu
Tokyo
(Yufutsu GTL Pilot Plant)
Production Scale: 7 BPSD
Production Start: August 2002
Plant Scale:
Syngas Reformer:
140 OD X 13,800mm H
FT Reactor:
250 OD X 15,000mm H
JOGMEC-GTL プロセス
18内容
○GTL概論
○JOGMEC-GTL○CTLなど
○まとめ
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-11
21
③耐炭素析出性を有する、開発合成ガス製造触媒を使用
(投入エネルギー最小値付近、最適原料ガス組成での合成ガス製造)
JOGMEC-GTLプロセスの特徴(2)
Tota
l Fee
d G
as V
olum
eTo
tal F
eed
Gas
Vol
ume
00
0.50.5
1.01.0
1.51.5
2.02.0
2.52.5
3.03.0
00 11 22 33 44 55HH22O/CHO/CH44 in Feed (mol/mol)in Feed (mol/mol)
Carbon Carbon Deposition Deposition ConditionConditionss
Temp.Temp.::850850℃℃Press.Press.::2.1 2.1 MPaMPa
0.40.4 0.80.8 1.21.2 1.61.6 2.02.0COCO22/CH/CH44 in Feed (mol/mol)in Feed (mol/mol)
00
Prod
uct S
ynga
s V
olum
ePr
oduc
t Syn
gas
Vol
ume
Ac>1.0
Tota
l Fee
d G
as V
olum
eTo
tal F
eed
Gas
Vol
ume
00
0.50.5
1.01.0
1.51.5
2.02.0
2.52.5
3.03.0
00 11 22 33 44 55HH22O/CHO/CH44 in Feed (mol/mol)in Feed (mol/mol)
Carbon Carbon Deposition Deposition ConditionConditionss
Temp.Temp.::850850℃℃Press.Press.::2.1 2.1 MPaMPa
0.40.4 0.80.8 1.21.2 1.61.6 2.02.0COCO22/CH/CH44 in Feed (mol/mol)in Feed (mol/mol)
00
Prod
uct S
ynga
s V
olum
ePr
oduc
t Syn
gas
Vol
ume
Ac>1.0
2005石油技術協会(末廣)参照
(8)2CO⇔C+CO2
Ac=K×(Pco)2/Pco2
K:(8)の平衡定数
Ac>1が炭素析出領域
20
–①Steam/CO2 リフォーミング法 (原料としてCO2を利用)–②既存プロセスに比べ、シンプルな構成 (コスト削減)
JOGMEC-GTLプロセスの特徴(1)
Syngas Production
Natural Gas(containing CO2)
Air
Syngas production
FTsynthesis
Productupgrading
Syngasconditioning
Sulfurremoval
O2generator
Conventional ProcessConventional Process
JOGMEC Process
CO2removal
Sulfurremoval
Syngas production
FTsynthesis
Productupgrading
Natural Gas(containing CO2)
・Non-catalytic Partial Oxidation
・Auto thermal ReformingFT Synthesis・Co or Fe Based Catalyst
Syngas Production
FT SynthesisNo Need for■ O2 Generator■ CO2 Removal Unit■ Syngas Conditioning
Syngas Production
Natural Gas(containing CO2)
Air
Syngas production
FTsynthesis
Productupgrading
Syngasconditioning
Sulfurremoval
O2generator
Conventional ProcessConventional Process
JOGMEC Process
CO2removal
Sulfurremoval
Syngas production
FTsynthesis
Productupgrading
Natural Gas(containing CO2)
・Non-catalytic Partial Oxidation
・Auto thermal ReformingFT Synthesis・Co or Fe Based Catalyst
Syngas Production・Steam/CO2 ReformingFT Synthesis・Co Based CatalystNo Need for
■ O2 Generator■ CO2 Removal Unit■ Syngas Conditioning
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-12
23
○勇払GTLパイロットプラントのプロセスフロー(7BPSD規模)○最終プロダクトは粗GTL油(水素化精製装置・水素化分解装置なし)☆現在のJOGMEC-GTLプロセスにはアップグレード部を想定・準備
JOGMEC-GTLプロセスの特徴(4)N a tura l G as
C O 2
v v v v v
_ _ __ _ __ _ _ _---- - -- --- ---
--- - --- --
B FW
_ _ _ _ _ __ _ _ _---- --- ---
---- --
F T R e ac to r
C ata lys t F i lt e r
L igh t / He avyO il
S e pa r a t o r
C at a lys t S e pa r a t o r
C O 2A bso r be r
W ate rS e pa r a t o r
H ydr o -de su lfu r iz e r
R e fo rm e r
He avyO il
W as te W at e r
O il/ W at e r S e pa r a t o r
T o F lar e
W as t eW at e r
IDF
S tea m
D ru m
L igh tO i l
G as/ O il S e par at o r
T o V e n t S tu c k
S te amDr u m
R H 2
N a tura l G as
C O 2
v v v v v
_ _ __ _ __ _ _ _---- - -- --- ---
--- - --- --
B FW
_ _ _ _ _ __ _ _ _---- --- ---
---- --
F T R e ac to r
C ata lys t F i lt e r
L igh t / He avyO il
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C at a lys t S e pa r a t o r
C O 2A bso r be r
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R e fo rm e r
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W as te W at e r
O il/ W at e r S e pa r a t o r
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D ru m
L igh tO i l
G as/ O il S e par at o r
T o V e n t S tu c k
S te amDr u m
R H 2
112Nm3/h
54Nm3/h
121kg/h
Flare
2006石油学会新エネルギー部会(末廣他)参照
22
④スラリー床反応器(FT反応の除熱に有効)⑤高生産性・物理的強度を有する 開発触媒使用
JOGMEC-GTLプロセスの特徴(3)
FT Products(gas,light oil)
Separation Vessel
FT Products(heavy oil)
Slurry Circulation
BFW+Steam(outlet)
BFW(inlet)
Slurry Bed Reactor
Syngas(H2/CO=2)
Reaction Condition
T=230℃, P=2.3MPaG, H2/CO=2/1
FT合成触媒 平均粒径:100μm
2006石油学会新エネルギー部会(末廣他)参照
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-13
25パイロットプラント実証試験の結果・考察(2)
●カーボン析出量は0.1wt%程度以下
0 . 0 0
0 . 0 2
0 . 0 4
0 . 0 6
0 . 0 8
0 . 1 0
0 . 1 2
0 2 4 6 8 1 0 1 2
1 s t
2 n d & 3 r d
5 t h
Length from catalyst top layer, m
Car
bon
depo
sitio
n, w
t%
2005JOGMEC成果報告会(八木)参照
24
●累積6,600時間(2004年10月末)にわたり、反応平衡到達率
100%の触媒性能を発揮
●貴金属系触媒:CHIYODA
パイロットプラント実証試験の結果・考察(1)
Temperature (Catalyst bed outlet) : 865~895℃, Pressure : 1.5~1.9MPaGFeed Molar Ratio: Hydrocarbon/CO2/H2O = 1.0/0.4~0.6/1.15~1.64
合成ガス製造系
0
20
40
60
80
100
120
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
1st stage 2nd & 3rd stage 5th stage
Nat
ural
Gas
Con
vers
ion
(Obs
erve
d/Eq
uibi
lium
×10
0)
2005JOGMEC成果報告会(八木)参照
Hours on Stream
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-14
27
Cooling
GTL油のサンプリング状況
Sampling
SolidificationHeavy Oil Light Oil
Raw GTL
C14-C67 C4-C242006石油学会新エネルギー部会(末廣他)参照
26
●高生産性:1,325g/kg-cat・hを記録
●公称GTL粗油生産能力:7BPSDを記録
●触媒の物理的強度維持を確認
●非貴金属系触媒:Nippon Steel Corp
●CO転化率、C5+選択率は世界レベル
●高Productivityの触媒活性
パイロットプラント実証試験の結果・考察(4)
FT合成系Data ExxonMobil ExxonMobil Sasol Sasol ConocoPhillips Shell JOGMEC
1996 2003 2003 2004 2005 2004 2003
Temperature[℃] 180-220 170 220 230 220 200-210 230CO conversion[%] 65 70 76.1 - 69 - 62.3C5+ selectivity - 88 - - - 92-95 85.2
α 0.92 0.87 - - - - 0.91Productivity[g/kg-cat・h] 104-174 - 358 1157-1666 691 - 1325
Reactor SBCR SBCR SBCR SBCR SBCR Fixed Bed SBCRCatalyst Co/TiO2 Co/TiO2 Co/Al2O3 CoRu/Al2O3 Co/Al2O3 CoRe(Ru)/TiO2 Co/SiO2
USPatent6740621(2004)
USPatent20050054738
(2005)
USPatent20040214905
(2004)JOGMEC
USPatent5384336(1995),5545674
(1996)
ReferenceUSPatent20030064885(2003)
USPatent6638889(2003)
2006石油学会新エネルギー部会(末廣他)参照
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-15
29
Controllable MD selectivity by Zeolite/Amorphous combination.
Amorphous = Silica-Alumina.
Need to inject sulfur to keep catalyst activiy.
Note
Very goodGoodGoodMD Selectivity
Very goodFairFairCracking Activity
Zeolite (strong acid)+Amorphous (weak acid)
Amorphous(weak acid)
Amorphous(weak acid)
Catalyst Support
Noble metal(Pt)
Noble metal(Pt, Pd)
Sulfur compound (W, Mo)
Metal
NOC(新日石)ShellSasol(ChevronTexaco)
JOGMEC-GTLプロセスの特徴(5) -アップグレード技術-
●この分野の触媒はメジャーが沢山有している。ShellやChevronは有名
●NOC(新日本石油)殿は高MD(灯油・軽油)収率の触媒を有している
●プロセスは既存石油系リファイナリーの外挿だけでは出来ない部分有り(開発要素がある)2006石油学会新エネルギー部会(末廣他)参照
28GTL粗油・製品 -GTL油調整一例-
JIS2号不適合例**
CSM I 期 NSC II 期 CSM I 期
引火点(℃) 50以上 96.0 96.0 54
T90(℃) 350以下 299.0 303.0 292
流動点(℃) -7.5以下 -20.0 -22.5 -5.0
目詰まり点(℃) -5以下 -16 -18 -7
セタン指数 45以上 83.4 82.2 77.4
動粘度@30℃(mm2/s) 2.5以上 2.944 2.937 1.944
*直留基材と分解基材を用いて調製 **直留基材のみを用いて調製
規格値適合 規格値不適合
JIS2号適合例*JIS2号規格
●GTL油基材100%によりJIS2号規格適合品を調製。●JIS2号規格適合品を調製するためには、直留基材のみでは難しく、分解基材も
配合する必要がある。
2005JOGMEC成果報告会(清水)参照
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-16
31Conditions
NG Price : US$ 1.2 / MMBTUIRR : 10%
Estimated Product Oil Price
5,000 BPSD : US$ 30.4 / bbl
10,000 BPSD : US$ 26.5 / bbl
15,000 BPSD : US$ 24.6 / bblP la n t c a p a c i t y v s . E st im a t e d P r o d u c t O i l P r ic e
0 5 10 15 20 25 30 35
5000
10000
15000
Pla
nt
Capacity (B
PSD
)
P roduct O il Price ($/bbl)
JOGMEC-GTLの経済性試算(2)
○プラント規模15,000BPSDの時、原料天然ガス販売価格US$1.2/MMBTU、内部利益(IRR)
10%を得るのに必要なGTL製品販売価格は、US$24.6/bblと試算(2004年時)
◎プラントコスト1.5倍、NG$3.0/MMBTUと仮定し、IRR10%となるのは、GTL燃料油製品47$/bblの時2005石油技術協会(末廣)に加筆・修正
30
SynGasPreparation
FT SynthesisUpgrading
(Hydrocracking)
Natural GasSynthesis
Gas
Naphtha
Gas Oil
FT Oil(Wax)
JOGMEC GTL Process - Material and Heat Balance
Kerosene
200,000 Nm3/h( +24,200 Nm3/h as Fuel)(CO2 Content:40 Vol%)
Naphtha :4374 bbl/DKerosene:6069 bbl/DGas Oil :4557 bbl/D
74 ton/hH2+CO:440,000 Nm3/h( H2/CO = 2.0 )
Plant Capacity = 15,000 bbl/D
●ラボ、勇払PPの運転結果等をもとに、物質・熱収支を算出
JOGMEC-GTLの経済性試算(1)
2005石油技術協会(末廣)参照
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-17
33今後の展望 -GTL技術実証研究-
●研究期間: 2006(H18)~
2010(H22)年度●参加会社:国際石油開発㈱新日本石油㈱石油資源開発㈱コスモ石油㈱新日鉄エンジ㈱千代田化工建設㈱
JOGMECJOGMEC--GTLGTL実証化プラントイメージ実証化プラントイメージ
リフォーマ
FT反応器
水素化反応器
タンクヤード
用役エリア
計器室
ローリー出荷設備
管理棟
●2010年度に商業化可能なGTL技術を確立2006石油学会新エネルギー部会(末廣他)参照
32JOGMEC-GTLの経済性試算(3)
2001-2003特研GTL(JOGMEC)、プルタミナFS(JOGMEC)など各種資料より作成。
Oil&Gas Journal vol99(Foster Wheeler Energyの推算結果)なども参照されたい。
○GTLプラントコストの構成は、(大雑把に)、合成ガス:FT:アップグレード=5:3:2
○原料NG中にCO2を30%程度含む時、JOGMECは他システムよりも20%のコスト減
ATRとのプラントコスト比較
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0
ATR
JOGMEC
ATR
JOGMEC
Plant Cost (Relative Value)
原料NG中 CO2: 30%程度
原料NG中 CO2: ~0%
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特-Ⅱ-18
35CTLなど
• CTL– 石炭の資源量の観点から企業は注目(中国、アメリカ、オー
ストラリア、カナダ)
• DME– JFEの直接法(釧路5トン/dプラントは石炭ガス)
– 技術(100t/D実績)とツール(FS)(天然ガス原料)
– ビジネスチャンスを窺う段階
• BTL– カーボンニュートラル(CO2排出)の観点から注目
2006石油学会新エネルギー部会(末廣他)加筆・修正
もちろん石炭ガスからの製造も可能
34内容
○GTL概論
○JOGMEC-GTL○CTLなど
○まとめ
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-19
37CTL(2)
○SasolのCTLプロジェクト(8万BPD×2)
出典:Green Car CongressのHP
36CTL(1)
• CTL– 30件のプロジェクトが計画 (by中国政府)– 全て実現すれば、30万BPDのCTLが生産
– 神華集団公司(Shenhua Group)と関連会社
– Sasolと事業化可能性調査(2nd phase)を実施中
– Shell Gas&Powerとも事業化可能性調査を実施するこ
とに合意
8万BPD×2
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-20
39参考文献
• 末廣能史, 国産GTL技術の現状とその可能性, 触媒, Vol48, No.4, 2006
• JOGMEC, JOGMEC年報2005-2006、Aug. 2006
• Y.Suehiro et al. , New GTL Process - Best Candidate for Reduction of CO2 in Natural Gas Utilization, SPE88628 APOGCE, 2004
38まとめ
• 純国産の天然ガス液体燃料化(GTL)技術があります。
• パイロットプラント試験を完了し、エネルギー効率、転換率などで国際的な競争力があることが判明しています。
• 民間企業6社とJOGMECは商業化の一歩手前である実証試験プラントの2009年稼動を目指しています。
• XTL技術です(原料は天然ガス、石炭ガス、石炭、バイオマスなどが可能)。
• GTLの先行企業が中国に対しCTLのアプローチを強めています。
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40
261261--00250025千葉市美浜区浜田千葉市美浜区浜田11--22--22Phone:043Phone:043--276276--9212 Fax:0439212 Fax:043--276276--40614061
[email protected]@jogmec.go.jp http://http://trc.jogmec.go.jptrc.jogmec.go.jp//
独立行政法人独立行政法人
石油天然石油天然ガス・金属鉱物資源機構ガス・金属鉱物資源機構技術センター技術センター
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-22
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-23
おおの けんじ
氏 名 : 大野 健二
独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構
石油・天然ガス開発 R&D 推進グループ・リーダー
現在の担当業務(研究テーマ・研究内容等)
1)基盤的研究を通じた技術力の蓄積・伸長と企業の操業を技術的に支援すること、産油
国との国際共同プロジェクトを進展させること、天然ガスや非在来型資源の研究をバラン
スよく推進するべくグループ(5研究チーム) を統括する。
2)メキシコ国営石油会社PEMEX-E&P社との共同研究チコンテペック堆積盆地開発最適化
プロジェクトを推進する。
専門分野
油層工学、石油工学、IOR/EOR
職 歴
2005.6- 現職 1999-2005 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 技術センター石油技術企画G 1998-1999 石油公団技術部技術企画室長 1994-1998 石油公団 技術センター 採油増進研究室長・油層研究室長 1991-1994 石油公団 ヒューストン事務所副所長 1988-1991 石油公団 技術センター油層研究室室長代理 1985-1987 ADMA-OPCO社(UAE)石油開発部石油エンジニアリング課(出向) 1983-1985 石油公団 技術センター油層研究室・開発技術研究室 1981-1983 石油公団計画第2部 1978-1981 石油公団技術部
石油(開発)公団入団、技術部、計画部を経て石油開発技術センターにて技術開発に従
事。専門:石油工学。とくに石油の回収向上技術(IOR/EOR)。中東マルチナショナル石油
開発操業会社への出向時に企業の技術力とこれを支える技術開発組織の重要性を痛感させ
られたことから、石油公団(現資源機構)技術センターの拡充・整備に注力。またこれま
でにトルコ、クウエート、メキシコなどの国営石油会社との国際共同研究を推進。現在は
同センターで天然ガス液体燃料化技術開発やメタンハイドレート開発研究を含む5つの研
究チームを統括。
学 歴
1978 早稲田大学大学院理工学研究科修士課程修了(石油工学)
2006 年石炭技術会議
特-Ⅱ-24
1976 早稲田大学資源工学科卒業
加入学会
石油技術協会 理事(編集委員1期,生産技術委員2期,国際委員会幹事3期、幹事1期) SPE 日本支部ダイレクター(ATW1999, APCIMAM2000開催委員) 石油学会 資源部会長
最近の著作
・大野 健二、石油生産ピークを遠のかせる埋蔵量成長―これからのエネルギーを支える
IOR/EOR技術、石油・天然ガスレビュー 2005.5 Vol.39 No.3 p25-38 ・Ohno K., Zamora Gurrero G., et al, Modeling and EOR Performance Predictions Of a Fractured Carbonate Reservoir, presented at 13th Int’l Oil, Gas & Petrochmical Congress in Tehran January 26, 2005 ・Ohno, K., X. Hong et al, MEOR/MIOR Field Applications - Biotechnological Know-How is Key to the Success, presented at 13th Int’l Oil, Gas & Petrochmical Congress in Tehran January 25, 2005 ・Ohno K., Emerging Gas Technology, presented at 12th Oil, Gas & Petrochmical Congress in Tehran February 2003 ・Ohno,K., Sarma, H.K.,et al, Implementation and Performance of Microbial Enhanced Oil Recovery Field Pilot in Fuyu Field, China, SPE Asia Pacific Oil & Gas Conference & Exhibition April, 1999
住所/連絡先
独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構
石油・天然ガス開発 R&D 推進グループ
261-0025 千葉市美浜区浜田 1-2-2 Tel:043-276-9202,Fax:043-276-4063 <[email protected]>