水素の工業的製法について

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質問者：hirohiro8888
質問日時：2007/04/06 15:15
回答数：4件

石油や石油ガスを触媒であるニッケルや酸化鉄を用いて加熱分解すると水素が得られる
ＣｎＨ2ｎ+2　＋　nＨ2Ｏ　→　nＣＯ　＋　(2n+1)Ｈ2
ＣＯ　＋　Ｈ2Ｏ　→　ＣＯ2　＋　Ｈ2

上記の説明と反応式をみてると水を加えてるので、石油や石油ガスに水を加えてから加熱分解するということですか？

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回答 (4件)

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No.3ベストアンサー

回答者： cat-food
回答日時：2007/04/07 07:05

この式の上の方は水蒸気改質反応、下のほうは水性シフト反応と呼ばれる反応で、工業的には別々の反応器で行われます。

どちらも原料と水蒸気を所定の圧力と温度にして、触媒が充填された反応器に送り込んで反応させています。質問では「水を加えてから加熱分解する」と書かれています。もし「釜のなかに石油と水を入れ、触媒を放り込んで、加熱する」というようなイメージでしたら、（そういうイメージではないのなら、ごめんなさい。）違います。工業的には「水蒸気と石油類の混合物を連続的に加熱しながら触媒を充填した反応器に送り込み、連続的に取り出す」という連続操作で反応させています。
水蒸気改質反応は８００から９００度の高温が必要ですが、非常に吸熱的な反応なので、すぐに温度が低下してしまいます。そこで実際には細い反応器を何本も用意して、周りをガスバーバーで加熱しながら反応させています。これでCOとH2の混合ガスができます。
このままで都市ガスや化学原料として使用されますが（都市ガスは最近では天然ガスが主流になっています）、さらに水蒸気を加えてシフト反応器に送り込むことにより、COとH2Oが反応して、水素を増やすことができます。これは発熱反応ですので通常の反応器が使われます。