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21世紀の、クリーンエネルギーの鍵を握る水素化精製技術
水素化精製 SCIENCE & TECHNOLOGY
21世紀は排ガスによる大気汚染の深刻化、この解決策として米国のTIER規制、ディーゼル車対策、自動車排出ガス対策の強化、さらに軽油中の硫黄の一層の低減化が要求される。 |
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- 触媒反応機構、触媒構造の解析における最新の研究成果を掲載。
- 触媒劣化の化学について、金属蓄積、コークによる劣化機構とともに触媒寿命の予測についても解説。
- 各種水素化精製プロセスについて既存のものから最新技術までを詳細に解説。
- プロセスフロー全体と個々の工程の説明、具体的な操作条件の決め方・反応器設計などプロセスの設計を詳細に解説。
- プラントの運転について、触媒ハンドリング・運転管理・プラントライフサイクル等を取り上げ触媒再生、金属回収についても掲載。
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監修者 |
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加部 利明(東京農工大学 教授) |
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編著者 |
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川田 襄(千葉工業大学 技術コンサルタント)
高塚 透(千代田化工建設（株） 総合研究所 科学技術開発センター)
猪俣 誠(日揮（株） 技術・ビジネス開発本部 プロセス技術開発部)
石原 篤(東京農工大学 工学部 化学システム工学科 助教授) |
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執筆者 |
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銭 衛華(東京農工大学 工学部 化学システム工学科)
細田昌生(ユーテック・コンサルティング（株）)
堀 義明(（株）野村事務所 ライセンス・触媒部)
杉 宜重(千代田化工建設（株）プロセス技術部石油プロジェクト開発グループ)
米田俊一(社団法人 全国石油協会 高崎試験センター)
井上好昌(日本ケッチェン（株） 技術開発本部)
高浜孝光(日本ケッチェン（株） 技術営業部)
野村哲男(（株）ジャパンエナジー 精製部門)
鈴鹿輝男(工学院大学)
野村 徹(（株）ジャパンエナジー・リサーチセンター)
鈴木孝雄(住友金属鉱山（株） 技術本部) |
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体裁／価格 |
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体裁／Ｂ5判 440ページ 上製本
定価／本体19,000円＋税
発行日／2000年10月20日
コードNo. 907 |
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水素化精製プロセスは軽油深脱等のクリーン燃料油製造の鍵を握っている。その中でも水素化脱硫および水素化脱窒素は最も重要なプロセスであり、これらのプロセスを改善するには水素化脱硫反応、水素化脱窒素反応あるいはそれに伴う芳香族の水素化反応の触媒反応特性を理解することが重要であり、それは応用化学および反応工学における研究と密接に関係している。これに含まれる触媒反応は複雑であり、これを理解するには、触媒構造、反応機構あるいはプロセス工学といった広い知識が必要となる。これまで、詳細にしかも組織的にこれらの内容を伝えることは難しかったが、近年の様々な分析技術の発展により、相互の理解が深まっている。こういった状況下において、これら触媒反応の理論的および実践的な側面の両方を包括する書物に対する要望が強いように思える。
そこで、本書は水素化精製のサイエンステクノロジー全般にわたって、これに関連する触媒、進行する反応、用いられる反応器とその操作工学の基礎的および実践的側面について、20世紀の化学と技術を取りまとめることを目的とした。
本書に盛られたこれら最新の基礎研究成果および最新の技術が、ますます複雑化する21世紀の石油精製技術発展の基盤となること、また本書が石油に関わる座右の書となることを大いに期待している。（加部）
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【第１章】水素化精製の概要（川田 襄） |
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1.1 水素化精製とは
1.1.1 原油と原料油の性状
1.1.2 水素化処理反応
1.1.3 石油精製における水素化処理
1.1.4 水素化精製プロセス
1.1.5 触媒および触媒選定
1.1.6 触媒の活性化、劣化と再生 |
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【第２章】水素化精製触媒反応 （加部利明、石原 篤、銭 衛華） |
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2.1 水素化脱硫反応
2.1.1 硫黄化合物の分析と水素化脱硫反応
2.1.2 水素化脱硫反応機構
2.1.3 置換基の脱硫反応に及ぼす影響
2.1.4 HDS反応に及ぼす成分の影響
2.1.5 水素化脱硫反応機構のモデル研究
2.2 水素化脱窒素反応
2.2.1 水素化脱窒素反応の速度論
2.2.2 HDN反応に及ぼす成分の影響
2.2.3 水素化脱窒素反応機構のモデル研究
2.3 水素化反応
2.3.1 反応性
2.3.2 反応経路および速度論
2.3.3 芳香族炭化水素の水素化反応に及ぼす成分の影響
2.4 水素化分解
2.5 水素化精製触媒
2.5.1 酸化物前駆体および硫化物触媒の構造
2.5.2 触媒の調製因子および触媒性能
2.5.3 触媒構造と触媒活性との関係
2.5.4 貴金属およびその他の遷移金属触媒
2.5.5 触媒活性発見機構および反応機構 |
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【第３章】水素化精製における触媒活性の劣化（高塚 透） |
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3.1 水素化精製プロセスでの触媒の劣化
3.1.1 水素化精製プロセスでの反応
3.1.2 触媒へのコークの生成
3.1.3 触媒へのメタル分の推積
3.2 触媒の活性劣化の定量的な取り扱い
3.2.1 触媒の有効係数
3.2.2 細孔閉塞に伴う触媒活性の変化
3.2.3 表面活性の減少に伴う触媒活性の変化
3.3 軽油の深度脱硫プロセスでの触媒の劣化
3.4 残油の水素化精製プロセスでの触媒の劣化
3.5 触媒の再生 |
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【第４章】原料油および生成油の化学（高塚 透） |
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4.1 ナフサ
4.1.1 直留ナフサ
4.1.2 分解ナフサ
4.2 灯油
4.3 軽油
4.3.1 直留軽油
4.3.2 分解軽油
4.4 威圧軽油
4.5 残油
4.5.1 残油の構造
4.5.2 アスファルテンの水素化分解
4.5.3 水素化分解油の安定性 |
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【第５章】ナフサの水素化精製プロセス（猪俣 誠） |
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5.1 ナフサ留分の水素化精製プロセス
5.1.1 直留重質ナフサ
5.1.2 直留軽質ナフサ
5.1.3 FCCガソリン
5.1.4 熱分解ナフサ
5.2 ベンゼンの水素化プロセス |
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【第６章】灯軽油の水素化精製プロセス（高塚 透） |
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6.1 軽油の深度水素化脱硫
6.1.1 プロセスフローの概要
6.1.2 反応器内の温度分布
6.1.3 反応器の性質
6.1.4 化学水素消費量
6.1.5 脱硫活性
6.2 環境にやさしい軽油性状とは
6.2.1 硫黄分
6.2.2 芳香族分
6.2.3 セタン価
6.2.4 蒸留性状
6.3 軽油の超深度水素化脱硫
6.3.1 超深度脱硫に対応した新しい脱硫反応モデル
6.3.2 超深度脱硫領域の推定
6.4 芳香族の水素化
6.4.1 一段法と二段法の比較
6.4.2 触媒の活性劣化を考慮した反応のシュミレーション |
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【第７章】減圧軽油の水素化処理プロセス（高塚 透） |
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―間接脱硫装置、マイルドハイドロクラッキングプロセス―
7.1 プロセスフローおよび反応条件の概要
7.2 反応器
7.3 触媒
7.4 触媒の寿命
7.5 FCCプロセスの前処理装置としての機能
7.6 環境対応プロセスとしての間脱・MHCプロセスの今後の展開 |
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【第８章】水素化分解プロセス（細田昌生） |
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8.1 水素化分解プロセスの概要
8.1.1 プロセスフロー
8.1.2 反応の化学
8.1.3 触媒
8.1.4 製品性状
8.2 Chevron アイソクラッキング（Isocraking）プロセス
8.2.1 アイソクラッキング触媒
8.2.2 中間留分の製造
8.2.3 ナフサの製造
8.2.4 潤滑油の製造
8.2.5 設備費と運転費
8.3 IFPハイドロクラッキングプロセス
8.3.1 プロセス
8.3.2 設備費および用役使用量
8.4 Shellハイドロクラッキングプロセス
8.4.1 プロセス
8.4.2 プロセスフロー
8.5 UOPユニクラッキング（Unicracking）プロセス
8.5.1 プロセス条件
8.5.2 触媒
8.5.3 プロセスフロー
8.5.4 設備費と運転費 |
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【第９章】残油水素化処理プロセス |
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9.1 固定層プロセス （高塚 透）
9.1.1 プロセスフロー
9.1.2 水素化脱硫触媒
9.1.3 反応条件
9.1.4 反応器の構造
9.2 移動層脱メタル （堀 義明）
9.2.1 移動層式反応塔システムの開発の背景
9.2.2 移動層式反応塔の概要と建設実績
9.2.3 移動層式反応塔システムの特徴
9.2.4 製品収率と性状
9.3 沸騰層式プロセス （杉 宜重）
9.3.1 プロセスの特徴
9.3.2 プロセスフロー
9.3.3 反応器
9.3.4 触媒
9.3.5 反応条件・製品収率と性状
9.4 スリラー相プロセスの操作条件 （米田俊一）
9.4.1 反応器の型式
9.4.2 プロセスフロー
9.4.3 スラリー相プロセスの操作条件
9.4.4 スラリー相触媒
9.4.5 製品性状と得率 |
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【第10章】脱ロウ。End Point Reduction（井上好昌、高浜孝光） |
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10.1 水素化脱ロウ用触媒
10.2 脱ロウ反応メカニズム
10.3 脱ロウ技術の留出油精製分野への反応
10.3.1 CFIプロセス
10.3.2 MIDWプロセス
10.4 脱ロウによるEnd Point Reduction効果 |
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【第11章】プロセスの設計（猪俣 誠） |
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11.1 プロセスラー
11.2 操作条件
11.2.1 操作条件の設定
11.2.2 水素消費量の推算
11.2.3 発熱量の推算
11.3 脱硫反応器の設計
11.3.1 反応器の構成
11.3.2 フローパターン
11.3.3 接触効率
11.3.4 液分散板
11.3.5 L／D
11.3.6 圧力損失の推算
11.4 水素化脱硫装置の主要機器と材料
11.5 プロセス設計のための小型水素化脱硫反応試験 |
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【第12章】プラントの運転 |
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12.1 触媒のハンドリング （野村哲男）
12.1.1 触媒の選定
12.1.2 触媒の予備硫化（プレサルファイティング）
12.1.3 触媒の充填
12.1.4 触媒の抜き出し
12.2 運転管理 （鈴鹿輝男）
12.2.1 留出油の水素化精製
12.2.2 残油の水素化精製
12.2.3 水素化分解
12.3 プラントライフサイクル
12.3.1 メインテナンス （野村 徹）
12.3.2 触媒再生使用と金属回収 （鈴木孝雄） |
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