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触媒反応シミュレーション

製油所では、水素化脱硫、流動接触分解、接触改質等の基幹となるプロセスが日々休むことなく稼動しています。石油製品を安定かつ効率的に生産するためには、これらのプロセスの稼動を適切に管理することが重要になります。

コスモ石油では、製油所のプロセスで利用するための触媒開発だけでなく、プロセスを安定かつ効率的に運用するための反応シミュレーション技術の開発を進め、製油所の装置運用に実際に活用しています。

水素化脱硫の反応シミュレーション

通常、製油所の水素化脱硫装置は連続で稼動しています。水素化脱硫装置で利用されている触媒の性能は、稼働中にコーク堆積等の影響により徐々に低下していきます(触媒劣化)。プロセスを安定かつ効率的に運転するには、装置稼働中の触媒劣化を正確に把握し、触媒の交換時期を予測することが重要です。このためには、高精度な反応シミュレーション技術が必要です。

コスモ石油では、重質油や軽油の水素化脱硫装置における触媒劣化をモデル化した反応シミュレーション技術を開発しました。この技術は、製油所の水素化脱硫装置の稼動計画策定などの運転管理に実際に活用しています。現在も反応シミュレーション技術の高度化に向けた研究開発を続けています。

図 脱硫反応シミュレーション

通常、製油所の脱硫装置では、装置で処理した後の生成油の硫黄分を一定にするように運転を行います。この時、目標とする硫黄分を得るために必要な反応温度を要求温度と呼びます。 実際の運転では、装置の稼働日数の経過にともない触媒劣化が進行するため、要求温度が徐々に上昇していきます。その触媒劣化や処理条件の変化に合わせた要求温度の推移を正確に推定する(図の実線)ことで、触媒の交換時期を予測し、最適な装置運転に活用しています。

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