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非在来型原油の軽質燃料化を実現する新規固体酸触媒の開発と反応場の設計

研究課題

研究課題/領域番号 25289277
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関東京工業大学 (2015)
北海道大学

研究代表者

多湖 輝興  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (20304743)

研究分担者 藤墳 裕大 (藤墳 大裕)  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (90757105)
増田 隆夫  北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (20165715)
中坂 佑太  北海道大学, 大学院工学研究院, 助教 (30629548)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード非在来型原油 / 超重質油 / ビチュメン / 酸化鉄 / チタニア / ジルコニア / 亜臨界水 / ランピングモデル / 化学工学 / 触媒・化学プロセス / 反応工学 / 石油精製 / 資源・エネルギー / 石油化学 / 固体酸触媒
研究成果の概要

未利用化石資源の有効利用技術開発が切望されている.非在来型原油の代表例として,オイルサンドビチュメンが挙げられ,その埋蔵量は在来型原油の数倍に達する.一方,我々は,常圧残油の分解軽質化に高活性を示す酸化鉄系触媒を開発した.本研究では,接触分解によるビチュメンの軽質燃料化を目的とし,触媒開発と反応場設計を実施した.酸化触媒であるTi-Fe系触媒,固体酸触媒であるTi-Zr系触媒を開発し,上記触媒による常圧残油とビチュメンの軽質化に成功した.さらに,亜臨界水条件がCoke生成の抑制に優れることを実証すると共に,ランピングモデルによる詳細な速度解析を実施し,ビチュメンの分解反応経路を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Catalytic cracking of heavy oil over TiO2-ZrO2 catalysts under superheated steam conditions2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kondoh, K. Tanaka; Y. Nakasaka, T. Tago, T. Masuda
    • 雑誌名

      Fuel

      巻: 167 ページ: 288-294

    • DOI

      10.1016/j.fuel.2015.11.075

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upgrading of oil sand bitumen over an iron oxide catalyst using sub- and super-critical water2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kondoh, Y. Nakasaka, T. Kitaguchi, T. Yoshikawa, T. Tago, Takao Masuda
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology

      巻: 145 ページ: 96-101

    • DOI

      10.1016/j.fuproc.2016.01.030

    • NAID

      120006462278

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 亜臨界水/超臨界水を用いた酸化鉄系触媒による重質油の軽質燃料化2015

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹,中坂佑太,多湖輝興,増田隆夫
    • 雑誌名

      エネルギー学会誌

      巻: 94 ページ: 67-73

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
  • [雑誌論文] 2段階反応を用いたリグニンからのフェノール類製造プロセス開発2014

    • 著者名/発表者名
      中坂佑太,吉川琢也,多湖輝興,増田隆夫
    • 雑誌名

      アロマティックス

      巻: 66 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Conversion of cacao pod husks by pyrolysis and catalytic reaction to produce useful chemicals2014

    • 著者名/発表者名
      Dieni Mansur, Teruoki Tago, Takao Masuda, Haznan Abimanyu
    • 雑誌名

      Biomass & Bioenergy

      巻: 66 ページ: 275-285

    • DOI

      10.1016/j.biombioe.2014.03.065

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion of glycerol into useful chemicals over iron oxide-based catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Teruoki Tago, Yuta Nakasaka, Takao Masuda
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      巻: 57 ページ: 197-2007

    • NAID

      130004713212

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of phenols from lignin-derived Slurry Liquid using Iron Oxide Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshikawa, S. Shinohara, T. Yagi, N. Ryumon, Y. Nakasaka, T. Tago, T. Masuda
    • 雑誌名

      Appl. Catal. B. Environ.

      巻: 146 ページ: 289-297

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2013.03.010

    • NAID

      120005372322

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion of Glycerol into Allyl Alcohol over Potassium-Supported Zirconia-Iron Oxide Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Aya Konaka, Teruoki Tago, Takuya Yoshikawa, Ayaka Nakamura, and Takao Masuda
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B: Environmental

      巻: 146 ページ: 267-273

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2013.03.007

    • NAID

      120005372320

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 酸化鉄系触媒による含水非可食バイオマスの石油関連有用化学物質への転換反応2013

    • 著者名/発表者名
      多湖輝興, 吉川琢也, 中坂佑太,増田隆夫
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 55 ページ: 270-275

    • NAID

      10031200227

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 高含水バイオマス破棄物からの石油関連有用化学物質製造の可能性2013

    • 著者名/発表者名
      増田隆夫, 多湖 輝興, 中坂佑太, 大庭潔
    • 雑誌名

      化学工学会誌

      巻: 77 ページ: 862-866

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Conversion of Biodiesel-Derived Crude Glycerol into Useful Chemicals over a Zirconia-Iron Oxide Catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      A. Konaka, T. Tago, T. Yoshikawa, H. Shitara, Y. Nakasaka, T. Masuda
    • 雑誌名

      Ind. Eng. Chem. Res.

      巻: 52 号: 44 ページ: 15225-15684

    • DOI

      10.1021/ie4006645

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of phenols from lignin via depolymerization and catalytic cracking2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yoshikawa
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology

      巻: Vol. 108 ページ: 69-75

    • DOI

      10.1016/j.fuproc.2012.05.003

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion of ethanol stillage into aliphatc ketones by two-step process of hydrothermal treatment and catalytic reaction2013

    • 著者名/発表者名
      Dieni Mansur, Mana Shimokawa, Kiyoshi Oba, Yuta Nakasaka, Teruoki Tago, Takao Masuda
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology

      巻: 108 ページ: 139-145

    • DOI

      10.1016/j.fuproc.2012.05.026

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] TiO2-ZrO2系触媒による加熱水蒸気を用いた重質油のアップグレーディング2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川夏未,近藤永樹,中坂佑太,多湖輝興,増田隆夫
    • 学会等名
      第45回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      ウインクあいち 名古屋市
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic Cracking Reaction Of Heavy Oil In The Presence Of TiO2-ZrO2 Catalysts In A Superheated Steam Condition2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kondoh, K. Tanaka, N. Hasegawa, Y. Nakasaka, T. Tago, T. Masuda
    • 学会等名
      The 16th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre, Melbourne, Australia
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FeOx-TiO2系触媒を用いた過熱水蒸気雰囲気下での重質油の接触分解反応2015

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹,武田祐磨,中坂佑太,多湖輝興,増田隆夫
    • 学会等名
      第116回触媒討論会
    • 発表場所
      三重大学 津市
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 過熱水蒸気中のFe-Ti系触媒存在下における重質油の接触分解反応2015

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹,武田祐磨,中坂佑太,多湖輝興,増田隆夫
    • 学会等名
      第58回石油学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀 東京都
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 重質油アップグレーディングのための TiO2-ZrO2触媒への第三成分の添加効果2014

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹,田中久美子,武田祐磨,中坂佑太,多湖輝興,増田隆夫
    • 学会等名
      第44回石油・石油化学討論会
    • 発表場所
      旭川グランドホテル (旭川)
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Recovery of Lighter fuel from oil sand bitumen using FeOx-based catalyst under sub/supercritical water conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Hisaki Kondoh, Tatsuya Kitaguchi, Yusuke Sato, Yuta Nakasaka, Teruoki Tago, Takao Masuda
    • 学会等名
      The 23rd International symposium on Chemical Reaction Engineering (ISCRE23)
    • 発表場所
      Centra Grand & Bangkok Convention Centre, Bangkok (Thailand)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic cracking of heavy oil over TiO2-ZrO2 catalyst under a superheated steam2014

    • 著者名/発表者名
      Hisaki Kondoh, Kumiko Tanaka, Yuma Takeda, Yuta Nakasaka, Teruoki Tago, Takao Masuda
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Environmental Catalysis
    • 発表場所
      The Grove Park Inn, Asheville, NC (USA)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] TiO2-ZrO2系触媒を用いた水蒸気雰囲気下での重質油の軽質燃料化2014

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹,田中久美子,武田祐磨,中坂佑太,多湖輝興,増田隆夫
    • 学会等名
      第23回日本エネルギー学会大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2014-07-19 – 2014-07-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Application of TiO2-ZrO2-based catalyst to decomposition for heavy oil recovery under superheated steam condition2014

    • 著者名/発表者名
      Hisaki Kondoh, Kumiko Tanaka, Yuma Takeda, Yuta Nakasaka, Teruoki Tago, Takao Masuda
    • 学会等名
      The 7th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology
    • 発表場所
      Kyoto Terrsa (Kyoto city)
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 重質油分解軽質化におけるTiO2-ZrO2系触媒の効果2014

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹・田中久美子・武田祐磨・中坂佑太・多湖輝興・増田隆夫
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 過熱水蒸気雰囲気下におけるCe-Fe-Ti系触媒を用いた未利用重質油軽質燃料化2014

    • 著者名/発表者名
      武田祐磨・田中久美子・近藤永樹・中坂佑太・多湖輝興・増田隆夫
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Ti系触媒を用いた過熱水蒸気雰囲気下における重質油の分解軽質化2014

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹・武田祐磨・田中久美子・中坂佑太・多湖輝興・増田隆夫
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 重質油モデル物質のTiO2-ZrO2系触媒による分解挙動2013

    • 著者名/発表者名
      近藤永樹,田中久美子,武田祐磨,中坂佑太, 多湖輝興,増田隆夫
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Ti系触媒を用いた過熱水蒸気雰囲気下における重質油の分解軽質化2013

    • 著者名/発表者名
      "武田祐磨・田中久美子・近藤永樹・中坂佑太・ 多湖輝興・増田隆夫"
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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