フィッシャー・トロプシュ法と合成ガス

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フィッシャー・トロプシュ法と合成ガスの違い

フィッシャー・トロプシュ法 vs. 合成ガス

フィッシャー・トロプシュ法（フィッシャー・トロプシュほう、Fischer-Tropsch process、FT法）は一酸化炭素と水素から触媒反応を用いて液体炭化水素を合成する一連の過程である。触媒としては鉄やコバルトの化合物が一般的である。この方法の主な目的は、石油の代替品となる合成油や合成燃料を作り出すことである。「フィッシャー・トロプシュ反応」や「フィッシャー・トロプシュ合成」とも呼ばれる。. 合成ガス（ごうせいガス、シンガス、syngas, synthesis gas）とは一酸化炭素と水素の混合ガスのことであり、C1化学における基本的な原料の1つである。合成ガスは石炭(この場合石炭ガス)や天然ガス、重質油、石油排ガス、オイルシェールやバイオマスなどから作られる。また、廃プラスチックを酸などで合成ガス化して回収するという提案もある。1970年代までは都市ガスとして多く使われていたが、一酸化炭素による中毒の懸念があるためこの用途では今日天然ガスに取って代わられている。独リンデや仏エア・リキードがこれの大手であり、HyCOなどと呼称する場合が多い。.

天然ガス

天然ガス（てんねんガス、natural gas、天然氣）は、一般に天然に産する化石燃料である炭化水素ガスで、一般に、メタン、続いてエタンといった軽い炭素化合物を多く含み、その他の炭素化合物も含む。現代においては、エネルギー源や化学品原料として広く使われる。 広義には、地下に存在するガス、または地下から地表に噴出するガス一般を指す。この中にはマグマを原料とする火山ガスや化石燃料ガス（可燃性ガス）だけでなく、窒素や酸素、炭酸ガス、水蒸気、硫化水素ガス、亜硫酸ガス、硫黄酸化物ガスなどの不燃性ガスも含まれる。これら不燃性ガスの多くは火山性ガスである。.

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一酸化炭素

一酸化炭素（いっさんかたんそ、carbon monoxide）は、炭素の酸化物の1種であり、常温・常圧で無色・無臭・可燃性の気体である。一酸化炭素中毒の原因となる。化学式は CO と表される。.

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バイオマス

バイオマス（biomass）とは、生態学で、特定の時点においてある空間に存在する生物（bio-）の量を、物質の量（mass）として表現したものである。通常、質量あるいはエネルギー量で数値化する。日本語では生物体量、生物量の語が用いられる。植物生態学などの場合には現存量（standing crop）の語が使われることも多い。転じて生物由来の資源を指すこともある。バイオマスを用いた燃料は、バイオ燃料（biofuel）またはエコ燃料 (ecofuel) と呼ばれている。.

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C1化学

C1化学（シーワンかがく、シーいちかがく、C1-Chemistry）とは合成ガス（一酸化炭素と水素の混合ガス）やメタン、メタノールといった炭素数が1の化合物を原料に用いて、炭素数が1の化合物の相互変換をしたり、炭素数が2以上の化合物を合成する技術法のことであり、有機工業化学の一分野である。 C1化学プロセス図.

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石炭

石炭（せきたん、英：coal）とは、古代(数億年前)の植物が完全に腐敗分解する前に地中に埋もれ、そこで長い期間地熱や地圧を受けて変質（石炭化）したことにより生成した物質の総称。見方を変えれば植物化石でもある。 石炭は古くから、産業革命以後20世紀初頭まで最重要の燃料として、また化学工業や都市ガスの原料として使われてきた。第一次世界大戦前後から、艦船の燃料が石炭の2倍のエネルギーを持つ石油に切り替わり始めた。戦間期から中東での油田開発が進み、第二次世界大戦後に大量の石油が採掘されて1バレル1ドルの時代を迎えると産業分野でも石油の導入が進み（エネルギー革命）、西側先進国で採掘条件の悪い坑内掘り炭鉱は廃れた。 しかし1970年代に二度の石油危機で石油がバレルあたり12ドルになると、産業燃料や発電燃料は再び石炭に戻ったが、日本国内で炭鉱が復活することは無かった。豪州の露天掘りなど、採掘条件の良い海外鉱山で機械化採炭された、安価な海外炭に切り替わっていたからである。海上荷動きも原油に次いで石炭と鉄鉱石が多く、30万トンの大型石炭船も就役している。 他の化石燃料である石油や天然ガスに比べて、燃焼した際の二酸化炭素 (CO2) 排出量が多く、地球温暖化の主な原因の一つとなっている。また、硫黄酸化物の排出も多い。.

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石油

石油（せきゆ）とは、炭化水素を主成分として、ほかに少量の硫黄・酸素・窒素などさまざまな物質を含む液状の油で、鉱物資源の一種である。地下の油田から採掘後、ガス、水分、異物などを大まかに除去した精製前のものを特に原油（げんゆ）という。 原油の瓶詰め 石油タン.

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炭化水素

炭化水素（たんかすいそ、hydrocarbon）は炭素原子と水素原子だけでできた化合物の総称である。その分子構造により鎖式炭化水素と環式炭化水素に大別され、更に飽和炭化水素、不飽和炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素などと細分化される 金沢大学教育学部附属高等学校 化学 Ib 学習テキスト。炭化水素で最も構造の簡単なものはメタンである。 また、石油や天然ガスの主成分は炭化水素やその混合物であり、石油化学工業の原料として今日の社会基盤を支える資源として欠くべからざる物である。.

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酸化

酸化（さんか、英:oxidation）とは、対象の物質が酸素と化合すること。 例えば、鉄がさびて酸化鉄になる場合、鉄の電子は酸素(O2)に移動しており、鉄は酸化されていることが分かる。 目的化学物質を酸化する為に使用する試薬、原料を酸化剤と呼ぶ。ただし、反応における酸化と還元との役割は物質間で相対的である為、一般的に酸化剤と呼ぶ物質であっても、実際に酸化剤として働くかどうかは、反応させる相手の物質による。.

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水素

水素（すいそ、hydrogenium、hydrogène、hydrogen）は、原子番号 1 、原子量 1.00794の非金属元素である。元素記号は H。ただし、一般的には「水素」と言っても、水素の単体である水素分子（水素ガス） H を指していることが多い。 質量数が2（原子核が陽子1つと中性子1つ）の重水素（H）、質量数が3（原子核が陽子1つと中性子2つ）の三重水素（H）と区別して、質量数が1（原子核が陽子1つのみ）の普通の水素（H）を軽水素とも呼ぶ。.

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水蒸気改質

水蒸気改質（すいじょうきかいしつ、steam reforming）は炭化水素や石炭から水蒸気を用いて水素を製造する方法である。水蒸気変成（すいじょうきへんせい、steam reforming）、水素改質（すいそかいしつ、hydrogen reforming）、接触酸化（せっしょくさんか、catalytic oxidation）とも呼ばれ、工業的には主要な水素製造法である。小規模な水蒸気改質装置は現在、水素を燃料電池へ供給する手段として科学的な研究が行われている。.

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水性ガスシフト反応

水性ガスシフト反応（すいせいガスシフトはんのう、water gas shift reaction）は有機工業化学の反応の一つで、一酸化炭素と水蒸気から二酸化炭素と水素を生成する反応。単にシフト反応とも言う。 生成物側（右側）へ向かって発熱反応となる。 一般的には石炭や炭化水素を高温で水蒸気と反応させる水蒸気改質に付随する反応であり、この反応を利用することで生成する水素量が増加し、合成ガスの組成を調整できる。ガス組成を変化させることからこの名が付けられた。炭化水素を水素源とする燃料電池の燃料改質では、燃料電池の電極反応を阻害する一酸化炭素の濃度を低減するために、この反応の正反応を積極的に用いる。またハーバー・ボッシュ法によるアンモニア合成に用いる水素も、正反応によって触媒毒の一酸化炭素を除去している。逆反応を利用する例としては、合成ガス製造において一酸化炭素含有量を増やす例が挙げられる。このようにC1化学においては、一般的でかつ重要な反応である。 500℃を超える領域では、平衡が反応物側に偏っており、平衡を生成物寄りにするには更に低温での反応が望ましい。しかし、低温では反応速度は低下する。そのためシフト反応には一般的に触媒が用いられる。工業的には酸化鉄（Fe3O4（マグネタイト））等の遷移金属酸化物が用いられるが、その他白金等が用いられることもある。シフト反応の逆反応を逆シフト反応と言うことがある。 なお、この反応はギ酸を反応中間体として進行すると考えられている。 Category:無機反応 category:化学工学 category:燃料 Category:水素製造.

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