クエリ: ろうそく・マッチ・クレヨンなどの原料とされる、「石蝋 」ともいう、石油から分離される炭化水素の混合物は何?
文章: パラフィン パラフィン(paraffin)とは、炭化水素化合物(有機化合物)の一種で、炭素原子の数が20以上のアルカン(一般式が C n H 2 n + 2 {\displaystyle {\ce {C_{n}H_{2n{+}2}}}} の鎖式飽和炭化水素)の総称である。その炭素数にかかわらず脂肪族飽和炭化水素 C n H 2 n + 2 {\displaystyle {\ce {C_{n}H_{2n{+}2}}}} と同義語とされる場合もある。和名では石蝋(せきろう)という。 英国、南アフリカでは、ケロシン灯油を指してパラフィンオイル(Paraffin oil)、または単にパラフィンと呼ぶ。一方、固形パラフィンはパラフィンワックス(Paraffin wax)とよばれる。 語源はラテン語のParum affinisで親和性が低いという意味。
文章: エチレンプラント エチレンプラントは、石油化学工場において、炭化水素を熱分解、分離精製してエチレンなどの石油化学製品を生産する設備である。一般的な石油化学工場においてはエチレンプラントが他の設備への原料供給元となるので、エチレン生産能力が工場全体あるいはコンビナートの規模の尺度として用いられる。 文章: 石炭 20世紀にはいると石油の採掘技術が発展し、アメリカ国内、中東、インドネシアで大規模な油田が開発されて、大量に安価に入手できるようになった。石油は液体なので貯蔵・移送が便利な上、発熱量が大きく、煤煙が少ないので石炭に代わる燃料として使われるようになった。1910年まで世界の海軍の主要艦艇の燃料は石炭であったが、イギリスでは1914年に竣工した軽巡洋艦アリシューザ級と1915年竣工の戦艦クイーン・エリザベス級以後の艦は、燃料を重油に切り替えた。日本などの国々でも1920年代以後に建造された艦の燃料はほとんど全て石油に切り替わった。他の分野では石油への切り替えは少し遅れた。鉄道分野では当初動力車として蒸気機関車のみしかなかったが、1940年代にはアメリカで高出力ディーゼル機関車の本格運用が始まった。ドイツは第二次世界大戦中に、輸入が途絶した石油の代替として石炭液化技術を実用化した。これは高温(500°C以上)高圧(数十気圧以上)の条件下で石炭と水素を反応させて炭化水素を合成する方法であった。 第二次世界大戦で敗戦した日本は疲弊した国内産業の建て直しのために国策として石炭の増産を実施し(傾斜生産方式)、戦後の復興を遂げた。当時火力発電はほとんど石炭を燃料としていた。しかし1960年から発電用燃料として石油の使用量が増大し、1970年代には石炭のみを使う火力発電所は新設されなくなった時期があった。また既設の石炭火力発電所も石油使用に改造された。しかし2度のオイルショックを経て石油の価格競争力が石炭や天然ガスに劣るようになったため、1980年以降は原子力発電を主力とし、石炭火力発電と天然ガスを用いたコンバインドサイクル発電を組み合わせバランスよく使用するように方針転換されている(電源ベストミックス)。ただし化学工業の原料としては、現在圧倒的に石油が使われている。現在の化学工業の基本となっているのは、石油の低沸点部分ナフサを原料としたエチレンである。 二度の石油危機以降、原油価格が上昇し、発電・工業用ボイラ燃料・セメント焼成燃料は1980年代に再び石炭に戻った。一方で石油代替燃料のライバルとして天然ガスが登場した。しかしながら価格が最も安価なため、1980年代以降も米国や中国では石炭火力発電が発電の大きな柱となっている。日本では、東京電力・中部電力・関西電力のような大都市圏の電力会社では比較的天然ガスの比率が高いものの、地方の電力会社では、沖縄電力が2015年の統計で発送電電力量構成比で石炭火力発電が62%をしめるのを筆頭に、中国電力でも56%、北陸電力でも64%を占めるなど石炭火力発電が発電の柱となっている会社も多い。 文章: フルフラール 石油化学においてジエン類を抽出する溶剤となり、炭化水素から合成ゴムを作る原料などに使われる。 溶剤精製(溶剤抽出法)を用いる潤滑油精製においては過去様々な溶剤が用いられたが最終的にはフルフラールが主流となった。フルフラールは潤滑油に不適当な不飽和および芳香族炭化水素などを選択的に溶解するため、溶解しなかった部分つまり潤滑油として好ましい成分を分離抽出する事が出来る。 フェノール、アセトン、尿素などの原料とともに、ブレーキや鋳造などに用いるフラン樹脂を製造する原料とされる。 文章: 三酸化二ヒ素 三酸化二ヒ素(さんさんかにヒそ)、または三酸化ヒ素は化学式 As2O3 で表されるヒ素の酸化物である。人工的に生産されるが、天然においても方砒素華(Arsenolite 方砒素石、砒霜、砒華とも)、クロード石(Claudetite 方砒素華の同質異像)として少量産出する。方砒素華は、自然砒、鶏冠石、硫砒鉄鉱といったヒ素鉱物に付随して存在することが多い。天然の三酸化二ヒ素も猛毒であり、上述の鉱物を取り扱う際には特に注意する必要がある。 文章: 灰汁 灰汁(英語:Lye)は藁灰や木灰を水に浸した上で上澄みをすくった液である。炭酸カリウムが主成分であるためアルカリ性で、石鹸の原料、洗剤、漂白剤、また食品のアク抜き(後述)などとして用いる。英語のLyeは、水酸化ナトリウムを指すこともある。 文章: 原油 採掘後、ガス、水分、異物などを大まかに除去したものが原油である。黒くて粘り気のある液体であり、様々な分子量の炭化水素の混合物が主成分である。他に硫黄、酸素、窒素を含む化合物を少量含む。組成は炭素が83-87%、水素が11-14%、硫黄が5%以下、その他の元素は2%以下である。比重は0.8-0.98。 原油は鉄鉱石や石炭と並んで主要な鉱物資源である。スウィート・オイル(甘い原油)は軽質(API比重30.42度)で、かつ低硫黄だが、世界的に極めて種類が少ない。サワー・オイルは硫化水素が 0.04モル%以上含まれており悪臭があるとされ、ほとんどの中東産とウェストテキサス、ニューメキシコ、カンザスから産出される原油はこれに該当する。 2001年時点で全輸出量の約5割を占めるOPEC加盟国だけでも、輸出によって2100億ドル以上を得ている。以下に、埋蔵量、産出量、貿易、消費についてまとめた。統計資料には石油開発資料2003とEnergy Statistics Yearbook 2001を用いた。 豊富な埋蔵量とされる一方で、枯渇の問題をかかえている。現在では液化天然ガス(LNG)のほか、原油の代替をイメージした次世代エネルギーの研究開発が具現化されつつ、産油国の恵まれた直射日光により海水から真水を生成した上で水素を発生させ、貯蔵、タンカー輸送において、現存の産油国から各国へ供給する体制が検討されている。水素と酸素を触媒へ通し電気エネルギーを得ると同時に、地球温暖化の主因とされる二酸化炭素についても炭素と酸素に分離する研究開発が進んでおり、それらに対応した供給設備群を準備するまでに至ることが期待されている。 文章: 木蝋 1966年に水沼仁宏が木蝋の油脂恒数を報告している。木蝋は櫨の種類、採油方法、漂白方法等の処理過程を経由するので、それらの物理性は著しく異なり、下表のとおり油脂恒数が変化する。 木蝋の脂肪酸組成については、水沼の報告では、パルミチン酸77%、オレイン酸12%、日本酸5~6%、ステアリン酸・アラキン酸5%、リノール酸~1%、とあるが木蝋の採取元の櫨の種類については記載がない。一方、日本で流通している九州産の数種類の櫨から抽出された木蝋について、その成分はパルミチン酸57.8%、ステアリン酸10.0%、アラキジン酸5.6%、ベヘン酸2%、日本酸5.7%であることが九州大学大学院により報告されている。 木蝋を水素添加すると、粘稠(ねんちゅう)性も艶もなく、ボロボロした感じの固体脂になる。 文章: ペンテン 1-ペンテンはα-オレフィン(英語版)の一つである。1-ペンテンは石油の流動接触分解 (Fluid catalytic cracking) や熱分解、あるいは炭化水素フラクションの熱分解によるエチレンおよびプロピレン生産の際の副生成物として主に製造される。化合物として分離・単離されるのは稀である。その代わりに、ガソリンにブレンドされたり、あるいはその他の炭化水素との混合物としてイソブタンでアルキル化されガソリンを作るために使用される。1-ペンテンは、フィッシャー・トロプシュ法によって合成される原料から分離され、Sasol社によって販売されている。 2-ペンテンには2つの幾何異性体、cis-2-ペンテンとtrans-2-ペンテンがある。cis-2-ペンテンはオレフィンメタセシスに用いられる。 1-ペンテンの別称は、アミレン、n-アミレン、n-ペンテンである。2-ペンテンの別称は、β-n-アミレンおよびsym-メチルエチルエチレンである。 文章: 石油産業 石油は、岩層に見られる天然の液体である。これは、さまざまな分子量の炭化水素と他の有機化合物の複雑な混合物で構成されている。石油は、主に炭素を豊富に含む古代のプランクトンの残骸が、何億年にもわたって地球の地殻内の熱と圧力にさらされたことで形成されると一般に認められている。時間が経つにつれて、腐敗した残留物は泥とシルト(微砂)の層で覆われ、地殻中にさらに沈み、高温層と加圧層の間に保存され、徐々に石油貯留層(英語版)に変化した。 精製されていない状態の石油は、5000年以上にわたって人間によって利用されてきた。石油は一般に、人類史の初期から、火を燃やし続ける燃料として、また、戦争のために使用されてきた。 しかし歴史を振り返っても、世界経済にとっての石油の重要性はなかなか上がらなかった。 文章: 歴青 歴青、瀝青(れきせい)は、天然または人工の炭化水素からなる化合物、またはその化合物および混合物で、非金属誘導体などの混合物の一般的総称。ビチューメン(ビチューム、ビチウメン、Bitumen)、チャン (chian turpentine) とも呼ぶ。 天然アスファルト・コールタール・石油アスファルト・ピッチなどの種類があり、二硫化炭素 (CS2) に溶ける特性がある 文章: カルナウバロウ 脂肪族エステル (40 wt%)、4-ヒドロキシケイ皮酸のジエステル (21.0 wt%)、ω-ヒドロキシカルボン酸 (13.0 wt%)、脂肪族アルコール (12 wt%) 等から構成される。これらの化合物は、主に炭素数が26-30の範囲の酸やアルコールの誘導体である。特徴は、ジエステルとメトキシケイ皮酸の含量の多さである。純度によって、T1,T3,T4のグレードで販売される。濾過、遠心分離で精製の後、漂白される。 文章: 六ホウ化ランタン 六ホウ化ランタン(ろくホウかランタン、lanthanum hexaboride、LaB6、ホウ化ランタンやLaBとも)は、ランタンのホウ化物である無機化合物。融点が2210 °Cの耐火セラミックス材料であり、水と塩酸に不溶である。仕事関数が低く、知られている中で最大の電子放射率の1つであり、真空中で安定である。化学量論的な試料は濃い紫色であり、ホウ素が多い試料(LaB6.07以上)は青色である。イオン衝撃により色は紫色からエメラルドグリーンに変わる。主な用途は単結晶としてもしくは物理気相成長により堆積されたコーティングとしての熱陰極である。六ホウ化ランタン(LaB6)や六ホウ化セリウム(CeB6)などの六ホウ化物は約2.5 eVと低い仕事関数を持つ。また、陰極中毒に対していくらか耐性を持つ。 文章: ケロゲン ケロゲン(Kerogen、ケロジェン)とは、堆積岩中の有機物の一部を構成する有機化合物の混合物である。構成化合物の分子量が高い(1000Daにも達する)ため、通常の有機溶媒には不溶である。可溶画分は、ビチューメンとして知られている。地殻の中で適切な温度(液体では約60-160°C、気体では約150-200°C、どちらも岩石がどれだけ早く加熱されるかに依存する)まで加熱されると、原油または天然ガスを放出するケロジェンもある。このようなケロジェンが頁岩等に高濃度で含まれると、根源岩となる。炭化水素を放出するほど温められなかったケロジェンを豊富に含む頁岩は、オイルシェールとなる。 「ケロジェン」という名前は、ギリシア語で「ワックス」を意味する κηρと、「生産する」という意味の-genから、スコットランド人の有機化学者アレクサンダー・クラム・ブラウンが1906年に命名した。 文章: 石炭化学 石炭はベンゼン環やピリジン環、シクロヘキサン環が縮合した多環化合物がアルキレン(メチレン鎖 (-CH2-))によって架橋されているという構造を持っている。このことは亜炭から無煙炭まで基本的に共通する。炭素の割合は縮合の程度によって決まり、一定量の窒素や酸素、硫黄を含んでいる。モル比では4割程度が水素であり、単純な炭素塊ではない。 また、このような高分子の隙間には乾留などで揮発する低沸点の小さな分子があり、石炭を乾留するとこのような成分や弱い結合が切断されて石炭ガスやコールタールになるものと考えられている。乾留に必要な温度は 300 °C から 500 °C である。かつての石炭化学で合成されていた数多くの化学製品は、現在では石油から作られている(石油化学を参照)。しかしながら、コークス製造の過程で生じる石炭ガスやコールタールは現在でも利用され続けている。石炭の液化は石炭の炭素間の結合の切断や水素の付加によって行われる。これはベルギウス法として知られているが、代用ガソリンにするためにはオクタン価を高めるために異性化が行われ、これに用いられる触媒も開発されている。 石炭は乾留することにより様々な化合物を生成するが、主成分は炭素と水素であるので、有機化学の知識をある程度必要とする。石炭の液化には触媒が必要であるので触媒化学が重要な要素としてある。また、化合物の分離精製などに化学工学も重要である。 文章: エチレンプラント エチレンプラントは、熱分解工程と分離精製工程に分けることができる。 熱分解工程では、原料炭化水素と水蒸気の混合物を加熱炉内の反応管に導入しバーナーによって管の外側から加熱する。分解反応機構は無触媒ラジカル反応であり、反応温度は800-900°C、反応時間は0.1-1秒程度である。反応生成物は熱交換器によって急冷され、分離精製工程に進む。 分離精製工程では主として蒸留によって反応生成物を分離する。エチレンの蒸留精製においては水素、メタン、エチレン、エタンなどの混合物を液体にするために高圧かつ低温の運転条件となる。蒸留以外には、各種不純物除去、アセチレンなどのアルキンをアルケンに転換するための水素添加、ブタジエンを精製するための溶媒抽出などの処理がなされる。