燃料研究

GTL

天然ガスの液体燃料化技術(GTL)

図1 GTLプロセスフロー

当社は、天然ガスの液体燃料化技術であるGTL(Gas-to-Liquids)に取り組んでいます。GTLは、一次エネルギー供給の多様化を可能にさせる極めて有効な技術として注目されています。このGTL技術では、図1のように天然ガスを一酸化炭素と水素の混合物(合成ガス)に転換する改質反応部、合成ガスから直鎖パラフィン分子で構成されるFT粗油を得るためのFT合成反応部、これをナフサや灯油、軽油などの液体燃料に転換する水素化処理部の3工程を経てGTL灯油、GTL軽油などの合成液体燃料が製造されます。

「新エネルギー産業技術開発機構(NEDO)」の助成の下で天然ガスを改質して得られた合成ガスを高性能Fischer-Tropsch(FT)反応でパラフィン炭化水素に転換し、さらに、高性能な水素化処理触媒によって処理することで、優れた品質のディーゼル軽油を製造する技術を開発することができました。この技術を商業化に結び付けるべく、民間6社による「日本GTL技術研究組合」に参画し、「石油天然ガス・金属鉱物資源機構(JOGMEC)」との共同研究において500バーレル/日規模の実証化装置において3,000時間連続安定運転に成功しました。

微結晶ゼオライト
市販ゼオライト

図2 ゼオライト結晶サイズの比較

GTL燃料の製造効率を高めるためには、FT合成反応部後段の水素化処理部で、分離塔底部より留出する長鎖のワックス分を効率良く、しかも余分な軽質ガスを副生させずに分解する触媒が必要になります。この水素化分解触媒には通常ゼオライトという材料が使われますが、弊社が開発した微結晶ゼオライトは写真に示すように、結晶サイズが既存のゼオライトよりも著しく小さいという特徴があります。このため、長鎖分子から効率良くGTL燃料を製造することが出来ます。

開発した水素化分解触媒によって得られる分解軽油と、FT粗油にもともと含まれる軽油を水素化処理した水素化軽油を調合し、JIS規格を満たす性状を有するGTL軽油を生成することができる技術を確立しました。

表3 GTL軽油の性状(例)

市販軽油(例) GTL軽油 JIS2号軽油規格
硫黄分 7 ppm 1 ppm未満 10 ppm以下
セタン指数 55 70以上 45以上
流動点 -15℃ -17℃以下 -7.5℃以下

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