お客様の安心・満足を支えます Our support services promote efficiency and ensure quality and safe operations at refineries. ◉LCO 水素化分解プロセス（ Light Cycle Oil hydrocracking process ） 当社独自に開発した技術により製油所の操業を支援し、 Independently developed technologies facilitate more efficient refinery operation and enable us to deliver higher quality products. 高品質な製品を供給します。 日本国内における燃料油、特に重油の需要が ◉製油所支援・触媒開発（ Refinery Support and Catalyst Development ） この 需 給 変 化に対 応 す べく、当 研 究 所 では 減少している一方で、世界的には化学品の需要は 増加が見込まれます。 LCO 水素化分解プロセスを開発しました。このプ ロセスは重油の一種である LCO（接触分解装置 常圧蒸留 原油 接触 改質 ナフサ 脱硫 芳香族 製造 ＬＰガス から生産される製品の一つ）を原料として化学品 ナフサ ( 石油化学原料 ) 従来は、触媒の活性や製品選択性が低いため ＢＴＸ ( 石油化学原料 ) ガソリン ジェット燃料 灯油脱硫 ☆ 灯油 軽油脱硫 ☆ 軽油 減圧蒸留 減圧軽油 脱硫☆ 流動接触 分解 水素化 分解 ☆ FEROSEP★ ガソリン 脱硫 ★ LCO 水素化分解★ 触媒磁気 分離★ 重油 直接脱硫 潤滑油 ワックス 潤滑油 製造 コークス 製造 ☆当社開発触媒 ★当社開発プロセス 石油コークス アスファルト ガソリン基材を製造する流動接触 分 解 装 置 に お い て、原 料 油 中 の 金 属分の堆積により劣化した触媒を、 金属分の磁性を利用して選択的に 回収する技術。 したが、新規触媒の開発により商業プロセスの完 成に至りました。また、LCO は芳香族化合物を多 く含むため、水素化分解反応に起因する発熱の制 御が課題となりますが、当社独自技術によりこれ を制御し、安定運転を実現しています。 10 05 Central Technical Research Laboratory 芳香族水素化 R R 分解・開環 R R ナフサ・灯油 ★除鉄；FEROSEP 重 油 直 接 脱 硫 装 置 お い て、原 料 油 中に含まれる鉄粉等を磁気セパ レーターを用いて除去する装置。 ◉製油所監視技術（ Refinery surveillance technologies ） 製油所の運転現場においては、各種警報システムによる異常検知に 加えて、巡回員が五感を駆使して点検することで異常を早期に発見し、 トラブルの拡大を防止しています。しかし、巡回員が常時現場に居る事 は困難であり、また異常の早期発見をより確実に行なうため、監視業 務を機械化し、人間の五感に代替できる監視技術の開発が望まれてい ます。 ★LCO 水素化分解；LCO-HDC 流動接触分解装置からの重油原料 （LCO）を水素化分解する装置。従 来技術である減圧軽油水素化分解 と比べ非常に大きな発熱反応を制 御 し つ つ、ナ フ サ・灯 軽 油 留 分 を 製造する装置。 を解析することにより異常を早期に検知する技術を開発しています。そ の一例として画像処理により白煙を伴った油漏洩を検知できる技術を開 発しました。配管等からの漏洩による白煙は、ほぼ同じ場所で発生し続 けます。そこで、白煙の画像から白煙の無い背景の画像を差し引く処 理により白煙のみの画像を抽出し、そのようにして得た白煙画像の二つ を比較して、重なる部分の画素数を計算しました。重なる画素数の大 20nm 0 10 20nm なりました。 今後も製油所の安全操業に寄与できる技術を開発していきます。 異常検知システムの構成 無線局 Hydrodesulfurization catalyst 多環芳香族 The fuels we produce include the automotive fuels of gasoline and diesel, as well as commercial and industrial fuels such as kerosene and heavy oil. All are る灯油・重油等があります。これらに共通していることは、使用する際 formulated for maximum convenience and minimal harm to the environment. の快適性とともに、環境への負荷低減です。当社は、国内で最も早くサ We have long maintained our position as a leader in the fuel industry. You can ルファーフリー（硫黄分10ppm 以下）を保証したハイオクガソリンを発 see this in our achievement of becoming the first Japanese company to offer sulfur-free premium gasoline. 売する等、常に世の中をリードし続けてきました。 The requirements for fuel quality change with the times. In recent years, we’ve しかしながら、燃料品質に求められる要求は時代とともに変化します。 adapted to meet new challenges by developing fuels that are compatible with 近年では、低燃費・高出力を目指した高性能エンジン等、新たな技術 today’s more fuel efficient engine technologies, and products which help to への対応とともに、CO₂ 削減へのチャレンジも必要です。 reduce CO2 emissions. 当社は、これからも高品位で環境負荷が少ない燃料を提供するために、 We are committed to research and development that will enable us to continue to supply the market with high quality, eco-friendly fuels. 線局・ＰＣから構成されます。本装置を使用して、監視画像や監視情報 MoS2 脱硫触媒 R 燃料には、自動車用燃料であるガソリン・軽油、民生産業用燃料であ きさにより、油漏洩の初期段階に発生する薄い白煙も検知できるように 0 R ◉燃料品質研究（ Research in Fuel Quality ） 自の監視装置を開発しました。開発した監視システムは監視装置・無 Petroleum refining process flow ★触媒磁気分離：HGMS LCO からナフサを高収率に生産することは困難で 当社は人間の五感のうち視覚・聴覚・臭覚に代替して監視できる独 石油精製プロセスフロー 流動接触分解装置からのガソリン 留 分 を 脱 硫 す る。従 来 で は 両 立 困 難 な サ ル フ ァ ー フ リ ー（脱 硫）と オ ク タ ン 価 の 維 持 を、同 時 に 満 た す国産の技術。 原料であるナフサを主に製造します。 As Japan's domestic demand for fuel oil continues to decline, demand for aromatics is on the rise worldwide. In response to these trends, we have developed a petroleum refining process for producing aromatics from LCO (Light Cycle Oil, a byproduct of the FCC process), which is widely used as a blending stock in the fuel oil pool. With conventional technologies, catalyst activity and naphtha selectivity were too low for the process to be commercially viable. Another issue has been the large amount of heat generated by the hydrogenation and hydrocracking of the aromatics in LCO. These issues have now been solved, thanks to a newly developed catalyst system and technology that distributes the heat generated among the different reactor beds involved in the process. The new catalyst system has been in use to produce aromatics from LCO via this process since July 2014. 研究開発を推進します。 重油 ★ガソリン脱硫；ROK-Finer 製油所技術開発 Refinery technology development 従来触媒 透過型電子顕微鏡で観察した脱硫触媒 無線 In the working areas of a refinery, regulations mandate the use of detection systems and field personnel, relying on their human senses as they make the rounds, to spot irregularities early and keep them from becoming bigger problems. But the fact is that it's difficult to keep field personnel on site at all times. To ensure that problems are detected early and surely, monitoring technologies are needed that will allow machines to do the job that humans do with their eyes, ears and noses. We have developed monitoring equipment that can serve as an alternative to the human senses of sight, hearing and smell. This equipment has been linked with a network of wireless devices and personal computers as part of a newly developed plant monitoring system. We have also developed techniques for early detection of problems based on artificial intelligence analysis. For example, we developed a technique whereby the white smoke from an oil leak can be detected via image processing. Typically, when a leak occurs, it generates smoke that will keep coming from about the same place. We can extract an image of just the smoke by subtracting the background image from the smoke image. Next, we calculate the number of pixels in the overlapping areas of two different white smoke images from which the background has been subtracted. Using this technique, we are able to detect the thin white smoke present in the initial stages of an oil leak. Our work will continue on technologies designed to improve the safety of refinery operations. 漏洩現象 割れ・腐食等 同じ場所で発生 開発触媒 ＊図中の赤線が触媒作用を起こす硫化モリブデン（MoS₂）粒子を示す。 TEM images of the hydrodesulfurization catalyst 粒子の長さが短いほど、反応場が多くなり高性能な触媒となる。 監視装置 時間 （T) 時間 （T＋ΔT) 重ね合わせる Central Technical Research Laboratory 06 限りある資源を有効活用し環境負荷を低減します 新規プロセス開発 New process development Working toward effective use of limited resources and reduction of environmental impact 需要構造変化、環境負荷低減に対応した新規製造プロセ スを開発しています。 We're developing new processes responding to changes in the structure of demand for petroleum fractions, and reducing environmental impacts. ◉FCA プロセス（ Fluid Catalytic Aromaforming Process ） 石油留分の需要構造の変化により、重油原 料の需要は、今後減少することが想定されて います。 ◉HS-FCC プロセス（ High Severity Fluid Catalytic Cracking Process ） 当研究所にて開発中の FCA（流動接触芳 香族製造）プロセスは、余剰となる分解軽油 収率 ,mass% 80 等の重油原料からベンゼン・トルエン・キシ レン（BTX）等の付加価値の高い基礎化学品 60 を製造するプロセスです。従来技術では、重 ガソリン オクタン価100 油原料から BTX を製造するためには大量の 40 ブチレン 20 0 オクタン価 90 高圧水素が必要でしたが、FCA プロセスでは、 外部からの水素を必要とせずに、高い BTX 収率を得ることが可能となります。現在、本 プロピレン HS-FCC プロセスの商業化に向けた触媒開発、プロセ FCC ス開発等を進めています。 Due to changes in the structure of demand for petroleum fractions, demand for heavy oil feeds is expected to decline. We are working on development of a new process for production of aromatic compounds, which we call the Fluid Catalytic Aromaforming (FCA) process. This process enables production of high value-added basic chemicals such as benzene, toluene and xylene (BTX) from excess heavy oil feeds such as light cycle oil. With conventional technologies, large amounts of hydrogen under high pressure are required for production of BTX from heavy petroleum feeds. But with the FCA process, we can obtain BTX at high yield and no external supply of hydrogen is required. We are currently developing catalysts and processes that will enable commercialization of the FCA process. 重油原料 FCA BTX プラスチック等の化学品原料 FCA による重油からの化学品生産 生成物収率の比較 FCA process Comparison of product yields of HS-FCC and conventional FCC （研究者のコメント） 再生触媒保持塔 小林 正英 Masahide Kobayashi 原料油 新規プロセスである FCA の研究開発では、触媒開発だけでなくプロセス開発も行う必要 触媒の 流れ ダウンフロー 反応器 があるため、やりがいを感じています。研究は小さな装置からスタートしたのですが、装 触媒上昇管 触媒洗浄塔 触媒再生塔 スチーム HS-FCC 装置の構造 Schematic diagram of HS-FCC ロピレン、ブチレン等の石油化学品の製造を主目的としており、現在進 行している燃料油から石油化学品への製品需要構造の変化に対応でき るプロセスです。 HS-FCC プロセスでは、選択的にライトオレフィンを生成させるため に、特別な触媒と重油を、高温、短時間に反応させることが求められ ます。これを達成するため、従来の FCC プロセスとは異なり、重力と 同じ方向に触媒と重油が落下しながら反応するダウンフロー型反応器を 採用しています。ダウンフロー型反応器では、重力に逆らわないため 反応管内での逆流が起きず均一な流れとなります。この結果、反応選 択性が従来の FCC より大きく向上し、ライトオレフィンを高い収率で 生産できます。当社水島製油所で能力 3,000 バレル／日の実証化プ ラントの運転を 2011 年から 2014 年まで実施し、現在は早期商業化 に向けて検討している段階です。 本ではバイオ ETBE（※）を配合したバイオ ガソリンの販売が 2007 年から開始され、バ 一方、現在のバイオエタノールは、サトウキ 3,000 barrel-per-day HS-FCC demonstration plant れまでの流動接触分解（FCC）プロセスとは異なり、ガソリンよりもプ 観点からバイオ燃料が注目されています。日 イオ燃料の供給量は徐々に増加しています。 HS-FCC 3,000 バーレル／日 実証化プラント 下で大量の触媒と接触させて分解し、プロピレンやブチレン等のライト ◉バイオエタノール製造プロセス（ Bioethanol Production Process ） CO₂排出量削減や一次エネルギー多様化の 再生用空気 オレフィン、高オクタン価ガソリン等を生産するプロセスです。特にこ 歩近づくことを感じられるため、普段の実験にも張りがでます。今は、FCA プロセスを 競争力のあるプロセスに育て、是非商業化させたいと思っています。 生成物 高過酷度流動接触分解（HS-FCC）プロセスは、重油を過酷な条件 置がスケールアップする度に「開発したプロセスを製油所に建てる」という自分の夢に一 ビやトウモロコシといった食料を原料として製 The High Severity Fluid Catalytic Cracking (HS-FCC) is a process for production of light olefins, such as propylene and butylene, and high octane number gasoline from heavy oil under high severity cracking conditions contact with large amounts of catalysts. The conventional Fluid Catalytic Cracking (FCC) process is commonly used in the production of gasoline. In contrast, the HS-FCC process is used primarily for production of petrochemicals such as propylene and butylene, rather than for gasoline production. The HS-FCC process is well suited to today’s market in which the structure of demand is changing, with reduced demand for fuel oils and greater demand for petrochemicals. Selective synthesis of light olefins via the HS-FCC process requires that heavy oil be reacted with special catalysts in a short reaction time at high temperature. To achieve this, we choose a down-flow type reactor, in which the reaction occurs as the catalysts and heavy oil flow downward in the direction of gravity. In a down-flow type reactor, because the reactant and catalyst do not travel against the force of gravity, smooth flow is achieved with no back mixing. This enables much greater reaction selectivity than can be achieved with the FCC process, such that light olefins can be produced at a high yield. In 2014, JX Energy has finished the operation of a semi-commercial plant at its Mizushima Refinery, with a capacity of 3,000 BPD. Research is ongoing as we work toward a shift to commercial production in the future. 造され、将来、食料の需給に影響を与えるこ とが懸念されています。 Biomass fuels have received much attention recently, due to their potential to enable reduced carbon dioxide emissions and diversification of our primary energy sources. We are working to develop an integrated process to manufacture ethanol from cellulosic biomass so as to avoid the “food vs. fuel” dilemma. The manufacturing process involves an effective use of saccharification enzymes and a fermentation process using yeast, whereby hexose and pentose sugars derived from biomass are converted efficiently into ethanol. バイオマス 前処理 そこで当社は食料との競合を避けるため、 非食料バイオマスを原料としたセルロース系 エタノール製造技術を開発しています。製造 工程は、原料の分解性を上げる前処理工程、 原料を酵素により分解する糖化工程、得られ 糖化 た糖をエタノールへ変換する発酵工程から構 成されます。開発課題としては、糖化工程で の酵素のリサイクル、また発酵工程では、バ イオマスに含まれる C5 糖のエタノールへの C5 糖 C6 糖 転換率向上が挙げられます。 ※バイオエタノールとイソブテンから合成さ れたバイオ燃料 発酵 エタノール 生物化学的な変換によるバイオマスからのエタノール生産 Ethanol production from biomass by biochemical conversion 07 Central Technical Research Laboratory Central Technical Research Laboratory 08
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