UOP - Honeywell Process Solutions

2015 Japan Technology Summit
Yokohama, September 9-10
FLNG ガス処理設備における解決策
夏苅俊彦 – UOP株式会社
FLNG – UOPの役割
 統合的なFLNGの前処理




1つの解決策はありません
船体の揺れを適切に設計に反映
ガス田の原料性状変化に対応する複合設備での装置構成
船体に積み込むモジュール工法
係留システム & 原料分離
FLNG
UOP ガスプロセッシング
用益 / 制御 / 防火 / 安全 (ハネウェル – HPS)
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液化 & 出荷
要旨
• UOP紹介
• 技術
‒ 水銀除去、酸性ガス除去(CO2, H2S),
‒ 脱水、露点調整、C5+ 炭化水素除去
• UOPのFLNG前処理に対する統合的解決策
‒ FLNG 前処理設備構成に 1つの解決策はありません
 揺れ、傾き、海洋コンポーネントの導入
 アミン溶剤ベース、ハイブリッド、溶剤を使用しない解決方法 (FLNG)
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UOP 5989-3
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UOP ：会社概要
ガスプロセッシング、石油精製、石油化学業界に奉仕
プロフィール：技術が重要な位置
売上：分類
ビジネスユニット:




ガスプロセス・水素 (GP&H)
プロセス技術・機器 (PT&E)
触媒, 吸着剤・スペシャリティ (CA&S)
再生可能エネルギー・化学 (RE&C)

35%
機器
Products
製品
Equipment
Services
45%
サービス
提供:

Products
Equipment
プロセス技術, 触媒・サービスを石油精製、石油化学、
ガスプロセッシング業界
モレキュラーシ－ブ、吸着剤を加工、製造業界
Services
Licensing
Licensing
ライセンス
13%
7%
売上: 地域別
UOP 施設：世界規模で展開
本社
デスプレイン、イリノイ州 (シカゴ郊外)
3,500+ 従業員
Asia Pacific
19%
世界の顧客




4
20 オフィス
17 国
12 製造拠点
5 エンジニアリングセンター
Middle East
China
9%
12%
South
America
North
America
9%
32%
UOP Offices
UOP Manufacturing Sites
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E&A 9%
India
5%
CIS 5%
UOP 天然ガス処理の解決策
酸性ガス
UOP 提供
硫黄回収
硫黄
液回収
ドライスウィートガス
脱水
天然ガス
採取
液化
酸性ガス除去
(CO2, H2S)
水銀除去
LNG
分留
租天然ガス液
エタン
UOP Modular
Equipment


MOLSIV™

Adsorbents
UOP Modular
Equipment


Separex™
Membrane
Systems
UOP Modular
Equipment


プロパン
Twister™
Supersonic
Separator
混ブタン
天然ガソリン

Amine Guard™
FS Process

Ortloff
Processes

Selexol™
Process

SeparSIV
UOP 石油化学技術でNGLを変換・アップグレード
5
UOP はガスの最大限収益化を助ける解決策を保有
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FLNG 前処理の要求
代表的ガス組成
液化のための
ガス品質
南米
東南アジア
ｵｰｽﾄﾗﾘｱ
中東
硫化水素, ppmv
5 - 1000
5 - 200
2 - 50
1000 - 2900
<2 - 4
全硫黄, ppmv
5 - 1000
5 - 250
2 - 60
0 - 400 RSH
1 - 40 COS
< 10 - 50
炭酸ガス, %
2 - 55
9 - 50
2 - 30
2-7
< 50 ppmv
水銀, μg/Nm3
0 - 100
200 - 2000
50 - 200
0 - 50
< 0.01
水, ppmv
飽和
飽和
飽和
飽和
< 0.1
係留システム & 原料分離
FLNG
UOPガスプロセッシング
液化 & 出荷
用益 / 制御 / 防火 / 安全 (ハネウェル – HPS)
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UOP 5989-6
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要旨
• UOP紹介
• 技術
‒ 水銀除去、酸性ガス除去(CO2, H2S),
‒ 脱水、露点調整、C5+ 炭化水素除去
• UOPのFLNG前処理に対する統合的解決策
‒ FLNG 前処理設備構成に 1つの解決策はありません
 揺れ、傾き、海洋コンポーネントの導入
 アミン溶剤ベース、ハイブリッド、溶剤を使用しない解決方法 (FLNG)
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UOP 5989-7
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酸性ガス (CO2, H2S) 除去
溶剤、メンブレン、吸着剤使用
原
料
ガ
ス
中
の
酸
性
ガ
ス
分
圧
技術
装置数
吸着剤
2,500+
PSA 装置
1000+
Benfield ﾌﾟﾛｾｽ
650+
ﾒﾝﾌﾞﾚﾝｼｽﾃﾑ
250+
Amine Guard ﾌﾟﾛｾｽ
230+
Selexol ﾌﾟﾛｾｽ
110+
http://www.uop.com/processing-solutions/gas-processing/
生成ガス中酸性ガス分圧
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UOP 5996U_GP-8
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UOP Separex
TM
メンブレンシステム
多くの場合、バルク分離に最適
• 天然ガスから炭酸ガス、硫化水素、水、ヘリウムを除去
• 渦巻き型メンブレンエレメントを包括（UOP独自の技術で開発・製造）
• 広範囲な原料条件に対応
多くの場合、遠隔地に最適
• 容易、迅速な設置
• 直観的操作で迅速なスタートアップ
• 容易な運転・信頼度の強化
Location
MMSCFD
CO2 Removal
タイ
32
50% - 20%
マレーシア
680
44% - 8%
タイ
580
40% - 23%
FPSO タイ
11
28% - 3%
タイ
480
35% - 23%
FPSO ブラジル
176
25% - 5%
FPSO ブラジル
176
35% - 5%
FPSO ブラジル (12)
200-240
10/40% - 3%
TM
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酸性ガス大半分離の解決策－UOP Separex
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メンブレンシステム
UOP吸着剤の歴史
1950年代
UOP合成モレキュラーシーブ発見
1990年代
LaRocheを買収して活性アルミナ
を追加
MolSiv 吸着剤
HgSiv 吸着剤
促進アルミナを追加
GB 製品ライン
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吸着剤分野で60年以上の経験
石油精製、石油化学、ガスプロセッシング業界に提供
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脱水、炭酸ガス除去－再生可能吸着剤使用
脱水
原料
 UOP Molsiv 吸着剤 > 1,400 装置に使用：脱水・酸
性ｶﾞｽ除去
精製ガス< 0.1 ppmv 水分
脱硫
脱水
精製ガス < 1 ppmv H2S / RSH
CO2除去
精製ガス< 10-50 ppmv
原料ガス中 < 2% CO2仮定
 30 + 例：LNG ピークシェーバー設備
硫黄・ CO2
水銀
水銀除去
精製ガス< 0.01 µg/Nm3
 CO2 除去：LNG 前処理設備で豊富な経験
 ﾊﾟｲﾌﾟﾗｲﾝｶﾞｽ品質 (CO2: 2-3%) から LNG 品質ｶﾞｽ
(CO2: 50 ppmv)
 UOP Molsiv 吸着剤オフショアー装置に使用 (ﾌﾞﾗｼﾞﾙ､
ﾀｲ､ｲﾝﾄﾞﾈｼｱ､ﾅｲｼﾞｪﾘｱ､ｱﾝｺﾞﾗ､ｵｰｽﾄﾗﾘｱ …)
精製
生成物
製品の特徴
 構造
– 高細孔表面積
– 低圧損
 調節可能選択性
 頑丈・長寿命
– 経年変化に強い
– 機械的強度の強化
– 熱耐性強化
– 不純物持込に対する耐性
 信頼性・稼働率の強化
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水銀除去：吸着剤使用
UOP HgSiv 吸着剤
• 再生システム
Europe
1-500μg/Nm3
• 0.01μg/Nm3 Hgまで除去
N. Africa
1-130μg/Nm3
Asia-Pacific
200-2,000μg/Nm3
The Americas
1-100μg/Nm3
Gulf
• Molsiv吸着剤と組合せ－
H2O, H2S, RSH, CO2除去
脱水
硫黄
・ CO2
水銀
• 50以上の装置で使用
Off-Shore
Australia
50-200μg/Nm3
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何故水銀除去が必要か？
UOP Guard Bed 吸着剤
1. 健康、安全、環境
2. 機器の保護
• 非再生システム
3. 触媒の保護
4. 生成物の品質
• H2S, RSH, COSの同時除去可能
• 0.01μg/Nm3 Hgまで除去
• 70 以上の装置で使用
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Dehydration
水銀
炭酸ガス、硫化水素 (水銀)、一体除去
非再生 H2S ガードベッド GB-220
残渣ガス
第１ステージ
メンブレン
ガードベッド
原料ガス
粉体フィルター
生成ガス
昇圧セクション
浸透
ガス
 Separex-メンブレン
– CO2 除去, 12 →2 mole %で設計
– 同時にH2S 除去 100 → 13 ppmv
 GB-220-吸着剤
– 残渣ガスの一部とGB-220生成物の混合で製品スペック10
ppmvを満足
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炭化水素除去：吸着剤使用
現在の商業プロセス: 深冷分離
原料
深冷分離エクスパンダー
またはJT蒸留塔
コンプレッサー
UOP MOLSIV™
TSA
精製ガス
液化セクション
炭化水素
水
ガス膨張による深冷
通常液化のためにガスの再圧縮が必要
新規商業プロセスの解決策: UOP’s SeparSIV
原料
SeparSIV™ TSA
生成物
液化セクション
水 + 炭化水素
SeparSIV プロセスでは、再生ガス冷却後に炭化水素と水は気液分離塔で除去
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要旨
• UOP紹介
• 技術
‒ 水銀除去、酸性ガス除去(CO2, H2S),
‒ 脱水、露点調整、C5+ 炭化水素除去
• UOPのFLNG前処理に対する統合的解決策
‒ FLNG 前処理設備構成に 1つの解決策はありません
 揺れ、傾き、海洋コンポーネントの導入
 アミン溶剤ベース、ハイブリッド、溶剤を使用しない解決方法 (FLNG)
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UOP 5989-15
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UOPのFLNG前処理に関する統合的解決法
UOP GB™ 吸着剤
UOP Amine Guard FS
水銀除去装置
プロセス
UOP Separex
およびまたは
メンブレン
UOP SeparSIVTM 吸着剤
脱水装置
精製ガス
LNG
原料
ガス
酸性ガス除去
水銀
係留システム & 原料分離
CO2 + H2S
FLNG Pretreatment
UOPガス処理プロセス
水, C5+
液化 & 出荷
用益 / 制御 / 防火 / 安全 (ハネウェル – HPS)
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FLNG前処理スキームでアミンベース又は溶液フリー双方を提供
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従来型前処理スキーム
UOP GB™ 吸着剤
UOP Amine Guard FS™
水銀除去装置
プロセス装置
原料
ガス
UOP MOLSIVTM 吸着剤t
脱水装置
処理ガス
LNG
XXXX
酸性ガス
CO2 + H2S
水
 オフショアー環境での大型溶液システム
– 溶液・水の継続的補填に関して、ロジスティックと安全性の課題に挑戦
 適応性の欠如
– ガス田の品質・量的変化
– 原料ガス中の経済的CO2 含有量の制限
 船体の揺れに対する影響を考慮
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揺れの影響
吸収塔 (吸着剤)
吸収塔 (溶液)
傾斜角
α
傾斜角
α
液レベル
固体レベル
液フロー：低
液フロー：高
均一ガスフロー
• アミン装置では液レベルは常に水平、フローパスとは垂直では無い。結果的に不均
等分布になりCO2が破過してしまう。
• Molsiv吸着剤装置では固体の吸着剤は常にフローパスに対して垂直なため均一
のガスフローになる。
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オフショアーでの溶液法はCO2濃度が制御不能になる危険性
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揺れの影響
揺れ
フロー不均等分布
質量、エネルギー移動の減少
塔効率低下
長い揺れ期間又は高 H/D 比率
→ 揺れの影響大
吸収塔
(アミン装置)
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UOP はオフショアーアミン装置のデザインに揺れを考慮
UOP 5996U_GP-19
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UOPオフショアーアミン装置設計手法
• 揺れ振幅
• 周期
• 不変傾斜角
プロジェクト特有
揺れ/傾斜データ
陸上ベース
アミン装置設計
揺れに関する
パイロットプラント
データ
CFD
シュミレーション
不均等分布
パラメーター
アミン装置設計
<50 ppm CO2
• 原料条件、溶液循環量を
陸上ベースのアミン装置
で設計
• 最悪の不均等分布ケー
スでデザインを設定
厳密な熱・物質収支
UOPは海洋コンポーネントを考慮したアミン装置のデザイン手法保有
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ハイブリッド型前処理スキーム
UOP GB™ 吸着剤
水銀除去装置
UOP Separex
メンブレンシステム
UOP Amine Guard FS™
プロセス装置
UOP MOLSIVTM 吸着剤
脱水装置
従来型スキーム
原料
ガス
酸性ガス
CO2 + H2S
ハイブリッドスキーム
原料
ガス
水
精製ガス
LNG
XXXX
浸透ガス
酸性ガス
CO2 + H2S
 アミン装置縮小
 ガス田寿命中の原料の品質・量的変化に対して高い柔軟性
 高濃度CO2 含有ガスを処理可能
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精製ガス
LNG
XXXX
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水
溶液フリー前処理スキーム
UOP GB™ 吸着剤
水銀除去装置
UOP Separex
メンブレンシステム
UOP Amine Guard FS™
プロセス装置
吸着剤のみ
UOP SeparSIVTM 吸着剤
酸性ガス除去
脱水装置
原料
ガス
精製ガス
LNG
再生ガス
水, CO2 & H2S, C5+
メンブレン + 吸着剤
精製ガス
LNG
原料
ガス
浸透ガス
水, CO2 & H2S
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水, C5+
浸透ガス (メンブレン) 又は再生ガス (MOLSIV)
船の用益必要量を満たすよう調整
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UOP提供の FLNG前処理
アミン
モジュール
溶液フリー
溶液ベース
脱水モジュール
脱水モジュール
メンブレン & MRU
モジュール
FLNG
UOP ガスプロセッシング
用益 / 制御 / 防火 / 安全 (ハネウェル – HPS)
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FLNGガス処理に1つの解決策はありません
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UOP 5989-23
ありがとうございました
24
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