24
2006 年石炭技術会議 --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 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

液体燃料化(GTL)国産技術の進展 ·  · 2006-12-27Column Reactor) 6 世界のGTL ... FT合成 Shell SMDS 12,500 BPSD Sasol Arge 1,000 BPSD DME合成 HalderTopsoe 2 TPSD

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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

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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

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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)

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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

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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

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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

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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)

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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

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

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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

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

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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

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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

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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

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

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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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特-Ⅱ-21

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

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特-Ⅱ-22

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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)

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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]>