シェールガスの開発と化学プロセス

The Future of Shale Gas Industry and Development of Petrochemical Process

【資源動向と掘削・仕上げ材料編】
第1章　シェールガス・オイルとは　幾島嘉浩
1　埋蔵状態
2　新採掘技術
2.1　水平掘削
2.2　水圧破砕
2.3　IT技術の融合
3　シェールガス・オイルの現状
3.1　シェールガス
3.2　シェールオイル
4　シェールガス・オイルの輝ける未来
第2章　非在来型天然ガスの資源動向　伊原賢
1　非在来型天然ガスとは何か、その可能性は? 賦存環境
2　どういった経緯で登場したのか?
3　技術的回収可能資源量の増加
4　環境への影響
5　非在来型が天然ガスの主役になるか?
6　試堀試験始まるメタンハイドレート
6.1　「燃える氷」メタンハイドレート
6.2　活発化するメタンハイドレート研究
6.3　メタンハイドレートの資源量
6.4　メタンハイドレートの生産手順
6.5　第1回メタンハイドレート海洋産出試験の概要
第3章　石油、天然ガス、石炭、オイルサンド　幾島將貴
1　石油
2　天然ガス
3　石炭
4　オイルサンド
第4章　ウエットシェールガスの開発　八木宏
1　はじめに
2　ウエットガス田の出現
3　ウエットシェールガスリグの収益性
4　おわりに
第5章　海洋油ガス田開発プラットフォームとその関連システムの概略　渡邉啓介
1　はじめに
2　海底油田開発のシステムの概要
2.1　開発の流れ
2.2　プラットフォームの種類
3　海底パイプライン
4　サブシープロダクションシステムの概要
5　サブシープロセス装置(Subsea Processing Unit)
5.1 サブシーセパレーター
5.2 サブシーブースター
5.3 サブシーマニフォールド
5.4 サブシーコントロールモジュール(SCM)
6　ライザーシステム
7　パイプラインインストレーション
8　まとめ
第6章　シェールの掘削・仕上げ・生産技術および材料　森田信男
1　シェール掘削の概略
2　シェール掘削
3　シェールガス・オイル仕上げ・生産
4　シェールガス・オイル掘削・仕上げ・生産に必要な化学製品の概要
第7章　シェールガス掘削用途で注目されるポリグリコール酸樹脂
髙橋健夫、大倉正之
1　はじめに
2　ポリグリコール酸(PGA)とは
3　シェールガスとは
4　シェールガスで注目される生分解性樹脂
5　シェールガス掘削分野でのKuredux®の適用
5.1　背景
5.2　PGAのLCMとしての性能
5.3　その他のシェールガス掘削用途
6　まとめ
第8章　掘削用化学品　幾島貞一
1　はじめに
2　圧入水(フラクチャリング流体)
2.1　砂(プロパント)
2.2　粘度調整剤
2.3　殺生物剤
2.4　摩擦低減剤
2.5　スケール付着防止剤
2.6　酸化防止剤
2.7　酸性物質
2.8　界面活性剤
2.9　土壌安定化剤
2.10　消泡剤
2.11　加重剤
3　掘削用化学品の規制
3.1　規制の概要
3.2　州政府の規制
3.2.1　テキサス州
3.2.2　ニューヨーク州
3.2.3　その他の州
3.3　連邦政府

【化学反応編】
第9章　シェールガスを原料としたC1、C2、C3ケミカル　八木宏
1　シェールガスの組成と特徴
2　シェールガスによるC1化学への展開
3　エタン、プロパン利用による化学品への展開
3.1　シェールガスからのエチレン生産の可能性
3.1.1　最大エチレン生産可能量
3.1.2　最大プロピレン生産可能量
3.2　北米エチレン生産能力増強計画
3.3　エチレンを出発物質とする化学品
3.4　エチレンからプロピレンの製造
3.5　プロピレンを出発物質とする化学物質
3.6　1-ブテンからのブタジエンの製造
4　日本型石油化学コンプレックスの課題
4.1　日本の石油化学ビジネス状況
4.2　シェールガス、NGLを利用した石油化学コンプレックスオプション
5　まとめ
第10章　合成ガス製造プロセス　八木宏
1　必要合成ガスH2/CO比
2　合成ガス製造プロセス
2.1　スチームリフォーミング
2.2　CO2リフォーミング
2.3　2段リフォーミング
2.4　オートサーマルリフォーミング
2.5　直接接触部分酸化反応法(DCPOX)
3　合成ガスクエンチャー
4　H2/CO比の調整

第11章　シェールガスのガス化技術　室井髙城
1　はじめに
2　水蒸気改質
2.1　天然ガスの脱硫
2.2　予備改質
2.3　一次改質
2.4　二次改質
3　最近の水蒸気改質プロセス
3.1　大型装置
3.2　SMR (スチームリフォーミング)とATR (オートサーマルリフォーミング)の組み合わせ
3.3　改良触媒の開発
4　ドライリフォーミング
5　直接接触部分酸化法 (D-CPOX: Direct Catalytic Partial Oxidation)
6　マイクロリアクター
7　おわりに
第12章　GTL技術　-天然ガス・シェールガスからのクリーン液体燃料製造技術-
蛙石健一
1　はじめに
2　GTL技術とは
2.1　合成ガス製造工程
2.1.1　合成ガス製造の基本反応
2.1.2　合成ガス製造プロセス
2.1.3　GTLにおける合成ガスの水素/一酸化炭素比
2.2　FT合成工程
2.3　アップグレーディング工程
2.4　GTL製品油の特徴
3　GTLプロセスに用いられる新しい技術
3.1　合成ガス製造におけるスチーム/CO2リフォーミング技術
3.2　合成ガス製造における直接接触部分酸化技術
3.3　マイクロチャンネルリアクター技術
4　世界の主要GTL技術とプロジェクト
4.1　主要GTL技術
第13章　メタンの酸化カップリングによるC2炭化水素合成
関根　泰、大島一真、小河脩平
1　はじめに
2　触媒を用いたメタン酸化によるC2合成
3　膜を用いたメタン酸化によるC2合成
4　プラズマなどを用いたメタン転換によるC2合成
第14章　メタンからのメタノール合成　岡田英二
1　はじめに
2　化学反応概要
2.1　天然ガスの脱硫
2.2　天然ガス(メタン)改質反応
2.3　メタノール合成反応
2.4　触媒毒と活性劣化
3　プロセス概要
3.1　合成ガス製造
3.1.1　水蒸気改質反応
3.1.2　部分酸化反応
3.1.3　自己熱型反応
3.2　メタノール合成
3.2.1　断熱型反応器(クエンチ型反応器)
3.2.2　等温型反応器
3.2.3　二重管型反応器(Mitsubishi“SUPERCONVERTER”)
3.2.4　ラジアルフロー型反応器(MRF-Z®)
3.2.5　2段反応器や多段反応器
3.3　蒸留・精製
4　プロセスライセンサー
5　おわりに
第15章　メタンからメタノールの直接合成　野崎智洋
1　はじめに
2　メタン改質の熱力学的な考察
2.1　メタンからメタノール直接合成の位置づけ
2.2　電子反応を利用したメタンの低温改質
2.3　再生可能エネルギーとエネルギーキャリア
3　非平衡プラズマによるメタン改質
3.1　誘電体バリア放電
3.2　実験装置・方法
3.3　反応温度とメタノール選択率
3.4　液相における二次反応
3.5　メタン転換率とメタノール選択率
4　おわりに
第16章　ジメチルエーテル(DME)の合成
八木宏
1　DMEとは
2　DMEの用途
3　JFEのスラリー床DME直接合成プロセス
3.1　DME合成反応の特徴
3.2　JFEスラリー床反応器
4　JFE直接合成技術の開発経緯
4.1　5トン/日大型ベンチプラント運転研究
4.2　100トン/日実証プラント運転研究
4.2.1　運転研究計画
5　おわりに
第17章　メタノールからオレフィン(MTO、 MTP)の合成　室井髙城
1　はじめに
2　MTP プロセス
2.1　メタノールからプロピレン
2.2　LurgiのMTPプロセス
2.3　LurgiのMTP 触媒
2.4　MTP プロセスの工業化実績
2.5　DTPプロセス
2.6　FMTPプロセス
3　MTO プロセス
3.1　メタノールからエチレン、 プロピレンの合成
3.2　DMTO-IIプロセス
3.3　S-MTOプロセス
3.4　MTO プロセス
3.5　MTO/OCP (C4、C5留分分解プロセス)プロセス
3.6　MTOプロセスの実績
3.7　UOP 、 MTO プロセスの商業化
3.8　計画中のMTOプラント
4　おわりに
第18章　エタンの直接利用技術　室井髙城
1　シェールガス中のエタン
2　エタン分離
3　エタンクラッカー
4　エタンの酸化脱水素によるエチレンの合成
5　エタンから酢酸の合成
6　エタンからプロピレンの合成
7　エタンの酸化によるエチレンとCOの合成
8　エタンとCO2からエチレンとCOの合成
9　エタンの脱水素による芳香族の合成
10　エタンとベンゼンからスチレンの直接合成
11　エタンから酢酸ビニルの合成
12　おわりに
第19章　プロピレンの合成技術　室井髙城
1　はじめに
2　プロピレン製造プロセス
3　接触法ナフサのスチームクラッキング
3.1　ACO プロセス
3.2　NEDOプロジェクト
4　低級オレフィンの接触分解によるプロピレンの製造
4.1　低級オレフィンの接触分解プロセス
4.2　オメガプロセス
4.3　Super flex
5　流動床接触分解プロセス
5.1　FCCプロセス
5.2　PetroFCCTM
5.3　HS-FCC
5.4　DCC (Deep Catalytic Cracking)
5.5　他の開発プロセス
6　プロパンの脱水素
7　メタセシス
8　MTP 、 MTOプロセス
9　C2原料からプロピレン
9.1　エチレンとメタノールからプロピレン
9.2　エチレンからプロピレンの合成
9.3　エタンからプロピレン(E-Flexプロセス)
9.4　エタノールからプロピレン
10　メタンからプロピレンの合成
10.1　合成ルート
10.2　メタンの二量化とメタセシス反応によるプロピレン合成
10.3　ハロゲン化メタンからプロピレンの合成
11　おわりに
第20章　ブテンとエチレンからのプロピレン製造 OCT　富永賢一
1　はじめに
2　シェールガス革命におけるOCTプロセスの有用性
2.1　シェールガス革命がプロピレン生産に及ぼす影響
2.2　オンパーパスプロピレンプロセス
3　オレフィンコンバージョンテクノロジー(OCT)
3.1　開発経緯
3.2　メタセシス反応
3.3　プロセススキーム
4　付帯プロセス
4.1　付帯プロセスの特徴
4.2　エチレン二量化プロセス　(Dimer Technology)
4.3　触媒蒸留脱イソブテン塔 (CD-DeIB®)
4.4　骨格異性化プロセス (CDIsis®)
4.5　選択水添ユニット (SHU)
4.6　C5留分OCT (C5 OCT)
5　コンプレックスへの適用
5.1　ガス原料スチームクラッカー
5.2　液原料スチームクラッカー
5.3　FCCプラント
6　おわりに
第21章　ブタジエンの合成技術　室井髙城
1　はじめに
2　ブタジエンの需給バランス
3　ブタジエンの用途
4　ブタジエン製法の歴史
4.1　アセチレン法
4.2　Lebedev法
4.3　エタノールとアセトアルデヒドからブタジエンの合成
4.4　Reppe法
4.5 脱水素プロセス
5　ブタジエンの製法
5.1　ナフサの水蒸気改質
5.2　抽出法
5.3　ブテンの酸化脱水素
5.4　開発中のプロセス
6　最近の動向
7　おわりに
第22章　LPGから芳香族の合成　室井髙城
1　従来の芳香族の製造技術
1.1　改質反応
1.2　ナフサのスチームクラッキング
2　今後の芳香族原料
3　軽質オレフィンからの芳香族の製造
4　パラフィンからの芳香族の合成
4.1　芳香族の製造ルート
4.2　Aromax プロセス
4.3　LPGから芳香族
4.3.1　Cyclarプロセス
4.3.2　Z-Formerプロセス
4.3.3　Aroformerプロセス
4.4　各プロセスのまとめ
5　メタノールから芳香族 (MTG プロセス)
6　おわりに
第23章　光触媒によるメタンの化学変換　志村勝也、吉田寿雄
1　はじめに
2　酸化ガリウム光触媒による非酸化的メタンカップリング反応
3　酸化ガリウム光触媒による二酸化炭素改質反応
4　貴金属を添加した半導体光触媒によるメタン水蒸気改質反応
5　おわりに
第24章　メタン資化細菌によるメタン化学変換　田畠健治　
1　メタン資化細菌によるメタンの活性化
1.1　メタン資化細菌が持つメタン酸化酵素
1.2　メタンモノオキシゲナーゼについて
1.3　可溶性メタンモノオキシゲナーゼ
1.4　膜結合型メタンモノオキシゲナーゼ
1.5　メタン資化細菌を用いたメタノール生産
1.6　メタノールデヒドロゲナーゼの阻害によるメタノールの蓄積
1.7　アンモニア酸化細菌を用いたメタノール生産
1.8　メタノールの生産プロセスの効率化
2　嫌気的メタン酸化細菌がもつメタン酸化酵素
2.1　嫌気的メタン酸化古細菌がもつメタン酸化酵素