製造・オペレーション– category –

クメン法とは、ベンゼンとプロピレンからクメンをつくり、空気で酸化したクメンヒドロペルオキシドを酸で分解して、フェノールとアセトンを同時に得る工業的製法です。3段階の反応式としくみ、ほかの製法との違い、実際の工場、アセトンの需給、用途と国内生産、安全まで整理します。

オストワルト法とは、アンモニアを白金触媒で酸化してNOにし、NO₂を経て水に吸収させて硝酸をつくる工業的製法です。3段階の反応式とまとめの式の作り方、窒素の酸化数で係数を理解する覚え方、白金–ロジウム網や圧力方式、N₂Oの分解、硝酸の用途まで整理します。

石油（原油）の分留とは、原油を約350℃に加熱して蒸気にし、精留塔の中で沸点の違いによりガス・ナフサ・灯油・軽油・残油に分ける操作です。留分ごとの温度と取り出す位置、製油所の常圧蒸留装置と減圧蒸留、脱硫・改質、ナフサから石油化学までを整理します。

銅の電解精錬とは、粗銅を陽極、純銅を陰極にして硫酸銅水溶液で電気分解し、99.99％の電気銅を得る方法です。陽極・陰極の反応式、亜鉛や鉄が溶けて金・銀が陽極泥になる理由、量の計算、自溶炉から電解までの製錬所と硫酸・リサイクルまで整理します。

ソルベー法（アンモニアソーダ法）とは、食塩と石灰石からアンモニアを循環させてソーダ灰（炭酸ナトリウム）をつくる工業的製法です。5つの工程の反応式と全体の式、アンモニアを使う理由、実際の工場の設備、副生する塩化カルシウム、天然ソーダ灰や塩安ソーダ法との違いまで整理します。

イオン交換膜法とは、陽イオン交換膜で仕切った電解槽で食塩水を電気分解し、水酸化ナトリウムと塩素・水素をつくる方法です。陽極・陰極の反応式、膜がNa⁺だけを通す理由に加え、実際の工場の工程、水銀法からの転換、電力原単位の計算、塩素・水素の用途まで整理します。

鉄は、鉄鉱石の酸化鉄を高炉（溶鉱炉）で一酸化炭素により還元して銑鉄にし、転炉で酸素を吹いて炭素を減らした鋼にしてつくります。COができる反応、Fe2O3→Fe3O4→FeO→Feの反応式、石灰石とスラグ、実際の高炉・転炉・電炉の違いとCO2まで整理します。

融解塩電解とは、溶かした塩の中で電気分解する方法で、アルミナからアルミニウムを得る工業的製法の中心です。バイヤー法でのアルミナの精製、氷晶石を使う理由、陰極・陽極の反応式、電気量の計算、製錬所の電力と炭素陽極、再生アルミと脱炭素まで整理します。

接触法とは、硫黄を燃やしたSO₂をV₂O₅触媒でSO₃に酸化し、濃硫酸に吸収させて硫酸をつくる工業的製法です。4つの工程の反応式と作り方、発煙硫酸を経る理由、硫黄から硫酸を求める計算例、二重接触二重吸収や製錬ガスを使う実際の工場、日本の生産と安全まで整理します。

ハーバーボッシュ法とは、窒素と水素を鉄系触媒で反応させてアンモニアを合成する工業的製法です。反応式N₂＋3H₂⇄2NH₃（ΔH＝−92kJ）、ルシャトリエの原理で温度・圧力が決まる理由、触媒と材料の課題、実際の工場の条件と水素づくり・CO₂、燃料アンモニアの動きまで整理します。