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石油・ガス産業におけるCCUS技術

二酸化炭素回収の課題への取組み:信頼性の高い計装機器により、二酸化炭素を安全に除去するための品質とコンプライアンスの確保が可能

5つの木のブロックで象徴される二酸化炭素の回収・利用・貯留(CCUS)コンセプト

エネルギー転換を可能にする主な要因は、気候変動を軽減するためのプラントオペレーションやバリューチェーンの脱炭素化、そのための新たな実践手段の確立です。二酸化炭素の回収・利用・貯留(CCUS)技術を採用することが、CO2排出量を削減するための重要な推進力となります。業界標準はまだ発展途上であり、規制遵守と政府の補助金によって部分的に管理されています。多くの脱炭素化技術には、プロセス計測機器に関して非常に特殊な要件があります。

重要な事実

3 億 2,100 万トンの CO2

2030 年までに計画されている年間 の CO2 回収能力 (IEA)

製油所の2人のエンジニア ©Endress+Hauser
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アミン吸収法による二酸化炭素分離回収プロセスの最適化

二酸化炭素の回収・利用・貯留(CCUS)は、産業プラントからの二酸化炭素排出量を削減するための望ましいソリューションとして注目を集めています。アミン溶媒をベースにした化学吸収は、炭素回収のための最も成熟した技術の1つと考えられています。このとき、CO2回収コストの最適化と溶媒の管理は、プラント管理者と技術開発者の双方にとって極めて重要になります。

この分野の当社の専門知識

ラマン分光法により正確なインラインプロセス監視が可能になります。この技術を採用すれば、変動するプロセス条件においてCO2とアミンの総濃度を正確に予測し、品質の変位を綿密に監視することで溶媒の損失を最小限に抑えることができます。

アミンプロセスにおける残留精製ガスに関しては、TDLAS技術を使用することで、H2SやCO2などの微量不純物を測定することが可能です。

Endress+Hauser Raman Rxn5プロセスアナライザを使用することで、以下が可能になります。

  • NMR解析や滴定法分析などのオフライン分析を人的な介入がないインライン分析によるリアルタイム計測に
  • 吸収装置、再生装置、リボイラーの性能測定
  • 二酸化炭素回収プラントのダウンタイムを最小限に
  • 的確な意思決定によるプラントオペレーションの全体最適化
  • アミン損失の最少化による運転コストの削減
現場で流量計を校正するエンジニア @Endress+Hauser@Kaneka
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CO2の超臨界状態または圧縮状態の流量計測ソリューション

圧縮状態および超臨界状態におけるCO2の正確な流量測定は、長距離パイプライン輸送の重要なアプリケーションです。この状態の流体は、CO2の粘度は気体に類似するが、密度が液体に近いため、流量測定は困難な課題です。圧縮流体ではCO2の熱物理的特性が極端に変動するため、パイプラインの温度と圧力を維持するために特別な注意を払う必要があります。

この分野の当社の専門知識

Endress+Hauseは、設計段階から現場設置まで、規格に準拠した量および質に関するパラメータを満たしつつ、複雑なCO2流量測定の経験と専門知識を有しています。世界中に展開するEndress+Hauserのプロジェクトエンジニアリングセンターでは、目的に合致した流量、圧力、温度、ガスアナライザ等の製品ポートフォリオにより、シームレスなプロジェクト管理と実装をサポートします。

  • コリオリ質量流量計は、圧縮性状態および超臨状態におけるCO2測定において実績のある信頼性の高い技術を提供し、最高の精度と再現性を保証します。
  • Endress+Hauserのメータリングスキッドは、高圧(25 MPaが一般的)の連続運転に対応します。このスキッドにはASME CL 2500に準拠した配管、配管継手、バルブ、その他の関連プロセス機器が含まれています。
  • 取引に関する推奨規格および認証に準拠した設計、接液部材質の適切な選定
  • CO2の品質保証に不可欠な不純物を計測するためのレーザー技術を採用したアナライザ(TDLAS)
Endress+HauserのJ22 TDLASガスアナライザ ©Endress+Hauser
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CO2 の水分測定により品質の適合性を保証

CO2は地下に貯留(隔離)または原油増進回収(EOR)やその他の産業目的(合成燃料等)に活用することが可能です。CO2をパイプラインに移送する前に、腐食や氷の生成による破損を避けるため脱水する必要があります。脱水後、ガス状態のCO2を圧縮し、移送しやすいよう液化します。正確な水分測定を行うことで、乾燥機の運転が最適化され、CO2がサプライヤーとベンダーが合意した仕様を満たしていることが保証されます。

この分野の当社の専門知識

Endress+Hauserは高濃度CO2中の微量の水分が計測可能なアナライザの幅広い導入実績があり、二酸化炭素の品質を保証するガスアナライザ技術において豊富な経験があります。Endress+HauserのJ22 TDLASガスアナライザは、CO2 に含まれる水分を信頼性の高い正確な測定を実現し、脱水効率、稼働時間の最適化とプラントの可用性を確保します。波長可変半導体レーザー吸収分光法(TDLAS)により:

  • 測定値の毎秒更新、現場校正不要、メンテナンス作業の大幅な削減
  • 堅牢なセンサ素子の採用により信頼性の高い計測とプラントの可用性を確保
  • 容易な設置やコミッショニング、機器の健全性確認機能により、メンテナンスなしでも長期間にわたりプラントオペレーションが可能
  • 簡単な電子モジュール、光学レンズ、サンプル調製システムのメンテナンスを行うだけで、ダウンタイムを最小限に抑制
屋外における二酸化炭素除去技術 ©Adobe Stock/stocksy
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直接空気回収装置(DAC)用の計測機器

工場の排ガスからのCO2回収と異なり、直接空気回収(DAC)は大気からCO2 を直接回収しネットゼロエミッション目標の達成に貢献します。大気中の二酸化炭素は燃焼排ガスから発生するCO2と比べて大幅に濃度が低いため、エネルギー効率が低く、長期的な投資が必要になります。その上、CO2の分離プロセスには多くの課題があります。

この分野の当社の専門知識

回収された高濃度のCO2はさらに処理されて、地下層に貯留されたり、合成燃料の製造に利用されたり、または原料として使用されます。そのため、その品質を厳密に監視する必要があります。Endress+Hauser製品の採用で、重要な計測ポイントにおけるプロセス安全性、運転、品質の検証が改善するといった利点があります。

利点

CCUSは、石油・ガス産業において、環境への影響を最小限に抑え、ネットゼロエミッション達成を一歩前進するために不可欠な技術です。Endress+Hauserは、二酸化炭素回収プラントのダウンタイムを削減し、安全な操業をサポートします。ラマン分光法はリアルタイム監視を実現し、オフライン分析に費やす時間と労力を削減します。TDLASガスアナライザは、不純物を確実に測定し、乾燥機などの精製設備に関して

重要な事実

リアルタイムデータ

Ramanアナライザは、変動するプロセス条件下におけるCO2およびアミン総濃度の確実な予測をサポートします。

重要な事実

コスト削減

総所有コストおよび安全性リスクの低減

重要な事実

< 30 ppb

10億分の1レベルの水分を検出することで乾燥機のダウンタイムを削減

焦点

Endress+Hauserは下記のお手伝いをいたします。

CO2を回収・移送し、地下貯留施設に貯留するか、原油増進回収(EOR)やその他の用途に使用する必要があります。CCUSバリューチェーンのプロセスでは、最高水準の測定精度、信頼性、リアルタイム監視が求められます。厳しい計測環境であると同時に、法規・規格等はまだ発展途上の状況です。経験豊富なパートナーが、このダイナミックに変化する環境においてお客様のサステナビリティ経営の目標達成をお手伝いします。

  • 幅広い製品ラインナップとエキスパートによるサポート:単一サプライヤーによる高性能計測機器の提供、ならびにプロジェクト開発の全ライフサイクルにわたる継続的なサポート
  • 重要な計測ポイントにおける安全性確保、プロセス制御、品質の検証に関する改善
  • 独自技術による高精度で信頼性の高い品質、物量、成分組成の計測
  • 容易な設置やコミッショニング、機器の健全性確認機能により、プラントオペレーションの負荷を軽減するとともに、コストとダウンタイムを削減します。
  • 予知保全を次のレベルへ:Endress+Hauser Heartbeat Technologyが機器の健康診断、監視、健全性検証機能を提供、Netilion IIoTエコシステムによりフィールド機器の性能を最大限に引き出し、最高水準の効率化を実現

注釈

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