3/19 マイクロチャネル反応器によるFT合成

 　再生可能エネルギー由来の合成燃料への需要は欧州を中心に急速に高まっています。特に航空分野ではSAF（Sustainable Aviation Fuel(持続可能な航空燃料)）の利用が義務化され、さらにe-fuelについては高額な罰金制度が導入されたことで、e-SAFを国内外で製造・調達する以外に実質的な選択肢がない状況になりつつあります。

　この潮流を受け、欧米では大気中CO₂と再エネ水素を利用したFT（Fischer-Tropsch）合成に加え、コスト競争力の高いバイオマス由来のガス化合成ガスからのFT合成についても研究開発が活発に進められています。

　しかし、従来のような巨大スケールのFT設備ではなく、分散型・モジュール型のSAF生産に適した 小型・高効率のFT合成プロセスが求められています。FT触媒はガス拡散の制約から粒径を大きくできず、粒径を小さくすると固定床では圧損やホットスポットの問題から工業化が難しくなります。懸濁床（スラリー床）ではバックミキシングによる選択性の低下や、触媒分離の難しさといった課題があります。

　これらの従来型反応器の短所を克服する技術として注目されているのが マイクロチャネル反応器（microchannel reactor） です。マイクロチャネルは極めて高い熱伝達性能と優れた温度制御性を持ち、微粉触媒の使用に適しており、小型・高生産性のFTプロセスの実現を可能にします。すでに欧米では開発が進み、商業化段階に入りつつある事例も見られます。

　開発の進んでいる小型FT合成プロセスおよびマイクロチャネル技術の意義・特徴・最新動向について整理し、分かりやすく紹介します。

１．FT合成
　1.1 FT合成の歴史
　1.2 SasolのFT合成技術
　1.3 ShellのFT合成技術
　1.4 FT合成反応器の規模

２．FT合成触媒
　2.1 最適FT合成触媒
　2.2 エッグシェル触媒
　2.3 最適触媒サイズ

３．従来のFT合成プロセス
　3.1 懸濁床プロセス
　3.2 多管式固定床プロセス

４．マイクロチャネル反応器
　4.1 電熱水蒸気改質装置
　4.2 電熱逆シフト反応装置
　4.3 モノリス触媒と充填モノリス触媒の比較
　4.4 マイクロチャネル反応器の特徴 

５．小型FT合成プロセス開発技術
　5.1 JM CANS反応器
　5.2 Infinium
　5.3 Velocys
　5.4 INERATEC
　5.5 Compact GTL
　5.6 Emerging Fuels Technology

６．Q & A

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