[s2.1.3]重質原油の高分解を達成するrfccトー...

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[S2.1.3]重質原油の高分解を達成するRFCCトータルシステム による新規重質油高度分解・有用化技術の開発 (RFCCトータルシステムグループ) 袖ヶ浦第601研究室 ○稲村 和浩、各務 成存、高橋 信行、佐藤 栄作、梅木 孝、長沼 章治、村田 充子, 袖ヶ浦第602研究室 ○平松 義文、笠原 衣子、長尾 理, 姉崎海 岸第601研究室 涌井 顕一 → 上原 淳、高橋 正浩、○森 晴彦、猿渡 鉄也、小島 明 雄、山川 文雄, 若松第601研究室 ○渡部 光徳、戸田 弓雄、山畑 雄一、江浦 慎哉, 若松第602研究室 ○鶴田 俊二、児玉 貴志、辻 和輝、中西 裕海 1.研究開発の目的 1.1 研究開発の最終目標 重質残油水素化分解(RHYC)システム-重質残油流動接触分解(RFCC)システム- 分解ガス転換(LGC)システムからなるトータルシステムを開発し、従来技術に比べ C 油生産量を 12vol%削減し且つガソリン生産量を 2.5vol%向上させ、分解ガスからのエチレ ン・プロピレン、芳香族化合物を 6wt%増産させる。 1.2 目標設定の理由 原油の重質化と製品軽質化が進行する中、石油製品のうち重油需要が急激に減少してい る状況にある。この状況の中、重質残油水素化分解(RHYC)システム、重質残油流動接 触分解(RFCC)システムで、重質残油の分解率、脱硫率を高め、ガソリン、灯油、軽油 等を高収率で得る技術を開発し重質原油の高分解を図る。 従来の重油直接脱硫装置(RH)-RFCC システムでは、 RH は脱硫主体であり分解機能 は低い。このため、脱硫率を維持しつつ重質残油分解率の高い高性能 RHYC 触媒を開発す る。同時に、RFCC に於いても、触媒の重質残油分解機能を高め RHYCRH)-RFCC システムトータルで重質残油の分解率を向上させる。開発に際しては、アスファルテンで 代表される重質油成分の分子構造と反応性の関係を科学的に解析し、触媒設計に反映させ る。 一方、重質残油を分解する過程で副生する分解ガスは、重油の用途先である自家用燃料 に流れており、余剰傾向にある。さらに、RHYCRFCC システムの分解率向上に伴って 増加する副生分解ガスは、現在効果的に有用化する技術が無い。この分解ガス中に多量に 含まれているオレフィン成分を分解ガス転換(LGC)システムで石油化学(石化)原料で あるエチレン・プロピレン、芳香族等の有用物に転換する。 1.3 各システムの目標 (1)重質残油水素化分解(RHYC)システム 重油直接脱硫装置(RH)を活用し、触媒の分解機能強化および水素化脱硫活性金属の 最適配置の技術を開発し、脱硫性能を維持しつつ重質残油分解性能を向上させる。 目標値:重質残油分解率 : 既存直接脱硫技術より 10vol%以上向上 (重質残油脱硫率維持) -91-

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  • RHYCRFCCLGC C 12vol% 2.5vol% 6wt%

    RHYCRFCC

    RHRFCC RH RHYC RFCC RHYCRHRFCC

    RHYCRFCC

    LGC

    RHYC RH

    10vol%

    91

  • RFCC

    RFCC 2.5vol% RFCC 2vol%

    LGCRFCC C4

    90wt%6wt%

    RFCC RFCC

    RHYCRHYC

    RHYC

    NiMo NiMo

    RHYC HDMHDS

    RFCC

    92

  • 4003 1,000

    1203 UD: Unitcell Diameter

    XRD: X-ray Diffraction

    RHYC 100cc

    AR-AH

    WAT 390400410LHSV 0.3 h-1 12.8 MPa 1,000 Nm3/kL

    343

    JIS-K-2601 15 C4- C5150 150250 250343343+RHYC

    RHYC RHYC LHSV0.160.30 h-1 814 MPa 6001,100Nm3/kLWAT: Weight Average Temperature 355400 343+

    RHYC RHYC RHDSARS=0.3wt%

    93

  • HDM HDS(1) RHYC HDS(2)

    HDSDSAR RFCCHDS

    RHYC

    H-NMR

    S, V, Ni

    RFCC

    RFCC LPG

    UD

    94

  • RFCC

    20m150m RFCC RFCC RFCC RFCC

    LGC

    1-2- RFCC C4 RFCC RFCC C4 45wt%C1C3

    BTX

    95

  • ZSM-5 ZSM-5 International Zeolite Association MFIHMFI SiO2Al2O330200

    ZSM-5 MFI BTX

    MFI

    2

    550 0.1MPa GHSV5,000h-1

    BTX

    RHYCRHYC CoMo NiMo

    RHYC

    96

  • RHYC

    RHYC

    130% RHYC

    RHYC HDMHDS R-HYC (A)(B)(C)

    Base

    + 2

    + 4

    + 6

    + 8

    HDMHDS-1XHDS-2 X

    A R-HYC BCA R-HYC DSAR RFCC HDCCRHDMB

    C

    R-HYC

    Base

    +10

    +20

    +30

    +40

    97

  • C HDM-1 HDS-1 HDS-2 HDM-1 V HDS-1 NiMo HDS-3 R-HYC RHYC HDS HDS WATWeight Average Temperature380WAT=40011vol% RHYC 10vol%

    6 4570

    75

    80

    85

    90

    95

    100

    Base

    +10

    +20

    +30 11vol%

    Base

    +10

    +20

    +30

    RHYC

    RHYC RHYC HDS RHYC HDM HDS DSARS=0.3wt%WAT

    98

  • RHYC HDS WAT DSARDSGODSN RHYC HDS RH

    RH DSAR0.3wt% RHYC HDS DSAR S=0.3wt%WATDSAR

    RHYC

    RHYC

    Base

    +10

    +20

    +30

    +40

    +50

    RHYC

    HDS

    MOR

    99

  • 20.0

    30.0

    40.0

    50.0

    60.0

    70.0

    80.0

    90.0

    0.00 0.10 0.20 0.30 0.40

    mmol/g)

    0.00

    10.00

    20.00

    30.00

    40.00

    50.00

    60.00

    mmol/g0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

    20.0

    30.0

    40.0

    50.0

    60.0

    70.0

    80.0

    90.0

    0.00 0.10 0.20 0.30 0.40

    mmol/g)

    0.00

    10.00

    20.00

    30.00

    40.00

    50.00

    60.00

    mmol/g0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

    160 MORDSNDSGO DSAR HDS

    MOR

    RHYC HDS DSAR RFCC RFCC RHYC DSAR RFCC

    RFCC

    RFCC RFCC

    100

    100

  • 4590

    2.0 wt% 2.0 wt%

    101

  • 4577% 1.8vol% 2.0vol% 1.0vol%C4 0.5vol%60% 100%

    LGC

    SiAl

    BTX BTX

    102

  • AgZrP

    La

    PLaAgZr

    PLa(Zr)Yield

    FFresh DDeactivate LGC-04 LGC-05 LGC-04 LGC-05 A DFresh F B D

    C40.5 0.7nm

    C2/C3

    ZrAgP

    La)

    103

  • B

    FDFFresh DDeactivate Fresh Deactivate

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    LGC-05

    F F

    F

    F

    F

    DD

    DD

    DD

    DDDD

    LGC-04

    H21

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    F

    DDDD

    F

    DDF

    DD

    F

    A: B:

    LGC-40F: Fresh

    D: Deactivate

    104

  • A BLGC-40

    LGC-40 RFCC LGC-40 2,400

    RGReGenerationBTX 90wt%

    90wt%

    4 8,000 0.75 1 T 5

    RG: 100

    90

    80

    70

    60

    50

    40

    30

    20

    10

    00 400 800 1200 1600 2000 2400

    Total

    LGC-40 RFCC

    90wt% C4

    105

  • C4 (RFCC-BB) 50wt% 50wt%H2O/RFCC-BB Feed 0.51(wt)

    (Catalytic Reforming)(Continuous Catalyst Regeneration)

    T

    (BTX)(Battery Limit)(Quench Tower)

    RFCC-BB

    H2O/RFCC-BB 0.7(wt)

    RFCC-BB

    Feed WaterRecycleWater

    Quench Tower-1 -2 -3

    Air / N2

    RFCC-BB

    Feed WaterRecycleWater

    Quench Tower-1 -2 -3

    Air / N2

    ButeneEthylene 16%Propylene 34%BTX 40%Total 90%

    106

  • in-house

    C4 35

    C4

    /kg

    107

  • RHYC

    RH RHYC

    RH 10vol%@400

    RH

    DSAR RFCC

    RHYC RHYC RHYC

    RHYC

    RFCC

    RFCC RFCC

    2.5vol 2vol

    RFCC

    108

  • LGC

    P-La-Ag 2,400 90%1

    109