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先日、清江石化、中国石化石油化工科学研究院(略称:石科院)、エンジニアリング・コンストラクション・カンパニー(SEI)が共同で取り組んできた中国石化の「十龍」科学技術研究プロジェクトである、「軽質油を多量に生産する触媒分解法による留分油の水素処理および選択的触媒分解法を組み合わせた工程(IHCC)の実用化」が、中国石化集団公司の専門家グループによって評価を受け、合格と認定されました。 鑑定委員会は、IHCCプロセスは世界で初めての技術であり、石油化学業界が原油の重質化・劣化に対応し、重油資源をより深くかつ効率的に転換させ、軽質油製品を増産する上で極めて重要な意義を持つと考えている。 工業的な適用結果によると、従来の触媒クラッキング技術(すなわちFCCプロセス)と比較して、IHCC技術を用いることでパラフィン系常圧残油を処理した場合、液化ガス、ガソリン、ディーゼルといった高付加価値製品の収率が6ポイント向上する;加工残油水素化装置(すなわちVRDS)による水素化重油からの液化ガス、ガソリン、ディーゼルという3つの高付加価値製品の収率は10パーセント向上し、一方でコークスの収率は20%減少、ドライガスの収率は40%減少した。ガソリン生産プロセスでは、ガソリンの収率は50%を超える。 近年、我が国の経済が持続的に発展し、環境保護意識が徐々に高まるにつれて、国内市場では石油製品の軽質化、高品質化、クリーン化への要求がますます高まっている。これは、国内の石油精製企業が供給する原油が継続的に重質化・低品質化しているという状況と矛盾を深めている。したがって、限られた重油資源をより深く、かつ効率的に変換する方法は、現在、我が国の石油精製業が直面している重要な課題である。 現在、触媒裂化技術は、品質の悪い重油を軽質油に変換する有効な技術の一つです。通常の触媒分解プロセスおよび触媒開発においては、依然として重油の1回通過での転換能力を高めることが開発目標とされている。しかし、品質の悪い原料を処理する場合、触媒の組成やプロセスパラメータを調整するだけで重油の転換能力を高めようとすると、乾燥ガスやコークの生成量が著しく増加する傾向があり、これによって原料から得られる軽質油の収率が低下することになる。低価値製品の収率が比較的高いため、軽質油の収率を向上させる余地は依然として大きい。 一方、既存の残油触媒クラッキング技術は重油転換能力に優れているだけであり、既存の触媒分解技術はアクリロン産率が最も高いだけである。したがって、単一の精製技術を用いると、一方を重視するあまり他方がおろそかになり、炭化水素の炭素・水素配分の最適化や石油製品の最大化を達成することは難しい。 したがって、石科院は低品質な原料油の特性に着目し、現在の触媒クラッキングプロセスにおける反応化学について詳細に検討・分析を行った。多数の実験を基に、軽質油の生産量を増やすための触媒クラッキングワックスオイルの選択的水素化処理技術と選択的触媒クラッキング技術を組み合わせたIHCCという技術案を提案した。その基本的な考え方は、重質な原料油に対しては、重油の単行程変換率を極限まで高めるのではなく、触媒クラッキングの単行程変換率を適切な範囲内に抑えることで、乾ガスとコークスの生成を最適化し、コークスの生成量を減らすことによって、二酸化炭素の排出を効果的に削減するというものである;未変換の触媒ワックスオイル(すなわちFGO)を水素処理した後、適切な触媒クラッキング技術を用いて処理することで、高付加価値製品の収率を最大限に引き出す。 各参画機関の緊密な協力のもと、2013年に清江石化はIHCC技術の実施計画を策定し、工事設計および装置の仕様決定を完了した;2014年には、年間12万トンの触媒分解装置および年間2万トンのFGO水素化装置の改修を完了し、パラフィン系常圧残油を用いたIHCCの工業的試験を行った;2015年6月から8月にかけて、VRDS水素化重油を用いたIHCCの工業試験が行われました。その間、研究チームは工業試験用触媒の製造方法を模索し、専用触媒の適応性と選択性、FGOフィルターシステムによる固体粒子状物質の捕捉効果を調査し、複合装置におけるガソリンと液体の多量生産のための最適な運転条件を確定した。 この技術の工業的試験で得られた成果は、我が国の石油化学産業が原油供給の重質化・劣化に対応し、限られた重油資源をより深くかつ効率的に転換させ、軽質油製品を増やす上で極めて重要な意味を持っている;同時に、この技術は二酸化炭素排出量を効果的に削減し、エネルギー効率向上計画の実施を推進することができる。 このプロジェクトでは、専用触媒や触媒の水熱前処理用工業装置、FGOフィルターシステムなど、多くの新技術も開発されている。現時点までに、この技術に関して162件の特許が出願され、そのうち112件が承認されている。そのうち、中国の発明特許については97件出願し、92件が承認されました。アメリカなどの地域での発明特許については8件出願し、65件が承認され、20件が承認済みです。このプロジェクトは独自の知的財産権を有しており、普及・応用の価値が非常に高い。
専門家の皆様、これほど多くの軽質炭化水素を変換する場合、水素バランスに基づけば、水素はどこから来るのでしょうか?