化学プロセスにおける省エネ・GHG削減の考え方と実践

温室効果ガス (GHG) 排出に対する圧力は日増しに高まっており、化学産業においても同様である。これは、化学産業が熱エネルギー多消費であり、その熱エネルギー源が化石燃料の燃焼熱であることが根底にある。バイオ原料、SAF、アンモニア・水素などへの取組みも盛んに行われているものの、このような取り組みには時間と莫大な費用が必要となる。2030年、或いは2035年までのGHG削減目標を達成するためには、大きなプロセス開発を伴う取り組みよりも、むしろある程度確立した技術に基づく省エネによるアプローチがより重要性を増してきた。 　化学プロセスでは蒸留操作で消費されるエネルギーが多い一方で、蒸留操作を代替する分離単位操作は当面ない状況である。従い、蒸留を対象とした切り口での省エネについて解説・紹介する。 　また、熱エネルギーの省エネを考えるとき、熱は他のエネルギーへ変換しようとすると効率が悪いため、高効率ヒートポンプ等の極めて優れた技術を用いることなどを除くと、プロセスの熱をそのまま他の熱エネルギー源として用いることが効率的である。このような観点で、どのように熱回収・熱統合を行えば良いのかについて最適化技術も含めて解説・紹介する。

1. 化学プロセスを取り巻く環境
   1. 化学プロセスの省エネが何故、温室効果ガス削減に繋がるのか?
   2. 化学プロセスの省エネの狙い目
2. 省エネ蒸留技術
   1. 蒸留の原理のおさらい
   2. 省エネ蒸留技術の体系
   3. 従来の省エネ蒸留技術の限界
      1. ヒートポンプ式蒸留
         1. 技術概説
         2. 従来のヒートポンプ蒸留技術の限界
      2. 蒸留シーケンシング
         1. 技術概説
         2. シーケンシングから考えるDividing Wall Column技術
         3. DWCの適正な適用とは。本当にDWCで良いのか?
   4. 実際に適用できる省エネ蒸留技術
      1. SUPERHIDIC
         1. 可逆蒸留操作とは
         2. 可逆蒸留操作 x ヒートポンプ = SUPERHIDIC
         3. SUPERHIDICの商業プラント適用例
         4. その他
      2. 改良型Petlyuk塔
3. プロセスの熱統合・熱回収
   1. ピンチ解析
      1. 技術概説
      2. ピンチ解析の限界
   2. スチームのカスケード利用
   3. 熱統合・熱回収例
4. 数理最適化技術によるプロセス・用役系同時最適化 (HERO)
   1. 数理最適化とは
   2. HEROの技術概説
   3. HEROとピンチ解析の差
   4. HEROの適用要領
   5. HERO適用の実例
• 質疑応答