石油精製で発生する副生水素、有効活用できればFCV数百万台分の燃料を補える可能性も

原油の精製過程において大量の水素を消費する製油所

原油の精製によりガソリンや灯軽油などを生産する製油所では、様々な装置の組み合せによって運用されている。

日本は、石油製品中の硫黄濃度やオクタン価をはじめとした製品規格が厳しく、運輸における製品需要が大きいことで知られる。それらの基準を満たすには、多数の脱硫装置や高度な分解装置が不可欠だ。

石油精製では、はじめに常圧蒸留塔、減圧蒸留塔により、原油をその沸点範囲に応じて複数の留分に分離。各留分ではそれぞれに適した方法でさらに精製・改質処理が加えられる。

原油に含まれる硫黄は多くの場合、脱硫装置にて硫化水素に転換して除去される。

まずこのプロセスで多量の水素が消費される。さらに、分解処理においても、脱硫処理と同様に大量の水素が消費されている。この大量の水素消費に対応すべく、製油所には水素製造装置や接触改質装置など、水素を生み出す装置も存在する。

水素製造装置は、水蒸気改質法によって水素を製造することができるため、製油所で多量消費される水素を補ってくれる。一方、接触改質装置は触媒を用いて重質ナフサを脱水素芳香族化することによりガソリン留分のオクタン価を高め、それと同時に水素を副生する仕組みの装置だ。

一般的にこの装置には、天然ガスや軽質ナフサを原料として触媒存在下、スチームで改質することにより水素を製造する水素プラントが併設される。

これらのプロセスで製造された水素は全てが自家消費されるわけではない。余剰分の水素が存在するのだ。

そのままでは使用できない副生水素。水蒸気改質か部分酸化法によって活用へ