資源循環プロセス学講座

Sustainable Recycle Process

循環社会開発学分野 Environmental Processing for Energy Resources

炭素質エネルギー物質の調和的循環
Harmonic circulation of the carbon substance as energy resources

助教

竹内 祐介
Assistant Professor

Yusuke Takeuchi

The purpose of our research is development of technologies for effective utilization and cyclic use ofenergy related materials. Our targets of organic material as energy resources are super heavy oils, methane
hydrate, glycerin which is generated as a by-product from the process making for bio diesel oil, and so on.
The characteristics of the research technologies are using hydrothermal reaction for development of the“eco and environmental friendly”process. These are carried out as the collaboration projects with some companies and/or the overseas university.
水熱反応による超重質油のメタンハイドレート開発におけるオンサイトアップグレーディングプロセスの開発

貯留層内での部分酸化法の適用可能性

タールサンド、オイルシェール等の超重質原油は従来

天然ガスは炭化水素資源の中で最も環境負荷が低い型の原油に匹敵する埋蔵量の多さからpost conventionalためにクリーンなエネルギー資源として注目され、天然ガcrude oilとして認識され始めている。特に、カナダのオイルスへの燃料転換の推進によりその需要が高まっている。

サンドに関しては高温の水蒸気を油層中に圧入して油を回このような情勢の中、非在来型の天然ガスであるメタ収するSAGD（Steam Assisted Gravity Drainage）法が実

ンハイドレートは日本近海に多く賦存していることから、用技術として採用され、露天掘りの対象にならない比較的国産エネルギー資源が乏しいとされてきた日本にとってそ深い貯留層にある鉱床についても商業ベースでの開発が急の開発技術の確立は重要である。その技術の1つである

ピッチで進められている。しかし、超重質油は粘度が高く熱刺激法は他の生産法と比較して高いガス生産性が期待低品位であるために、広く各国で資源として利用するためにされる一方で、従来技術では海上から熱を供給するしかは、少なくとも従来型の原油精製施設で受け入れられる程ないため、エネルギー効率が悪いという問題点が挙げら度までの改質を施すことが必須であり、コスト負担が小さくれる。そのため、貯留層内にてハイドレートが分解していかつ環境に配慮した新しい改質技術の開発といった技術的る領域のごく近傍で分解したメタンの一部やインヒビターブレークスルーが求められている。そこで、開発生産現場として圧入された水溶性有機物等を燃料として湿式燃焼に設置した反応器において、高温高圧水中にて重質油をさせ、発生する熱をメタンハイドレートの分解に利用する低粘度化するプロセス、すなわちオンサイト超臨界水改質

新技術について、この方法の有効性の基礎的検討を行っプロセスの開発を目的とし、実用化技術の開発を目指してている。本研究はメタンハイドレート資源開発研究コン

日揮株式会社との共同研究を実施している。

ソーシアム（MH21）の生産手法開発グループに2004年度

Figure 2 Observation of mixture of bitumen components and water in thesupercritical region of water.

Figure 3 Presentation of a study on biomass conversion at Sci-Mix poster
session, ACS 2008, Philadelphia, USA.
Presenter: Prof. Jin Fangming（Tongji Univ.; co-researcher on the projectof the development of biomass conversion process）

Figure 4 Oral presentation at the symposium sponsored by division of petroleum chemistry, ACS 2008, Philadelphia.
Presenter: Assist. Prof. N. Watanabe（co-researcher on the project of partial upgrading for heavy oils）

これまでの研究成果については、7月に開催されたOilから参加して進めている。これまでの研究成果について

sands heavy oil technologies conference & exhibition

は、7月に開催された6th International conference on2008（Calgary, Canada ）、8 月 に は American Chemi-gas hydrate 2008（Vancouver, Canada ）にてポスターの熱水中でグリセリンを分解し生分解性プラスチックの原

これらの研究成果は8月に開催された12th Asian Pa-cal Society Fall meeting 2008, Division of Petroleum

発表（1件）を行い報告した。

料にもなる乳酸に変換する検討を行っており、これまでに

cific Confederation of Chemical Engineering（ 中 国、90%以上の高収率かつ高純度で乳酸が得られることと、大連市）にて、同済大学環境および工程学院

Chemistry（Philadelphia, USA ）および９月に開催された

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Figure 1 Continuous flow reactor for partial upgrading of bitumen byhydrothermal reaction.

金放鳴教International conference of solvo-thermal and hydro-

水熱反応によるバイオマス廃棄物からの有用物質生成

乳酸とほぼ当量の水素が生じることなどを明らかにした。

授と共同で2件の招待講演と1件のポスター発表、同じく

thermal reaction 2008（Nottingham, UK ）に て、 そ れ

BDF（Bio Diesel Fuel）はバイオマス由来であることか

2008年度は日立造船株式会社および東北電力株式会

8月のAmerican Chemical Society Fall meeting 2008

ぞれ1件の口頭発表を行い報告し、さらに論文1報を投稿

ら環境調和型の燃料としてその普及が期待されている。し社と共同で、グリセリンの水熱分解の際に生成する水素（Philadelphia, USA ）におけるDivision of Fuel Chem-中である。また、本研究の油の軽質化反応における反応かし、アルカリを用いて油脂のエステル交換反応を行う既の生成メカニズムについて基礎的研究を行った。また、istry主催のシンポジウムにて2件の口頭発表を行い、さメカニズムの検討を目的として、光学窓付オートクレーブ

存の製造方法ではグリセリンが副産物として生成するたバイオマス廃棄物の有用物質への転換を目的として、バらにSci-Mixセッションに選抜された1件のポスター発表

中で、水と各ビチューメン留分との高温高圧条件下でのめ、BDFの増産とともにグリセリンの需要を拡大するためイオマスの主成分の一つであるセルロースについて、ギ酸、を行った。本研究テーマについて、2008年も同済大学よ混合状態を観察した。この研究成果は6月に開催されたの新しい産業分野への応用が必要となる。そこで、BDF酢酸、乳酸などの低級カルボン酸に転換する研究についり大学院生（博士課程 ）1名を特別研究生として受け入れ、

Canadian International Petroleum Conference（CIPC）製造プロセスにおいて副産物であるグリセリンがアルカリても同済大学（中華人民共和国、上海市）との国際共同

水熱反応によるバイオマスの有用物質転換に関する研究2008（Calgary, Canada ）にて報告した。

水溶液とともに排出されることに着目し、アルカリ存在下研究として進めている。

を行った。

Coexistence Activity Report 2008

アクティビティレポート 20083