四十年磨一剣　我が国の自主芳香族化学技術はこのように鍛え上げられた

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石化学工業の「マイルストーン」はどのようにして生まれたのか？中国の石油化学分野には、中国の装備製造業の水準を示す技術があり、それは中国の石化学技術者たちが40年の歳月をかけて開発に成功した、独自の知的財産権を持つアロマチック化合物関連の一連の技術である。この技術は先日、世界的に有名な石油会社から注目を集め、まもなく海外に進出し、「グローバル展開」や「一帯一路」構想において非常に需要の高いものとなる見込みです。四十年磨一剣の芳香族化合物であるトルエンや対ジメチルベンゼン（PX）などは、重要な基礎化学原料です。私たちの衣食住行のあらゆる面において、その貢献は欠かせません。例えば、私たちが着る衣服、乗る自動車、食品や医薬品、飲料の包装、使用される各種プラスチックなど、すべてが芳香族炭化水素と関係しています。中国石化石油化工科学研究院の副総工程師であるウー・ウェイは、「中国科学報」の記者に対し、石油化学の基礎原料には主に2つのカテゴリーがあると語った。1つはオレフィン、もう1つはアロマチック化合物だ。芳香族誘導体の種類は非常に多く、既知の800万種以上の有機化合物のうち、芳香族化合物は約30％を占めている。芳香族化合物関連の一連の技術は、システムが複雑で技術集約型の高度な技術であり、**石油化学産業の発展水準を示す象徴的な技術です。これまで、世界には芳香族化合物に関する完全な技術を持つ有名な外国企業が2社しかおらず、事実上の技術市場の独占状態が続いていた。呉巍によると、芳香族化合物関連の一式技術は、システムの統合度が高く開発が困難であるため、高い技術的障壁が存在し、技術ライセンスや専用の吸着剤、触媒などのコストも非常に高額だという。1975年、我が国は年産2.7万トンのPX装置の技術を導入し、そのための費用は数百万ドルに上った；2007年、年産60万トンのPXプラントにおいては、技術費だけで数千万ドルに上っていた。中国石化上海石油化工研究院の副総工程師である孔德金によると、芳香族化合物の核心技術を確立するため、1970年代から石油化学業界、大学、研究機関の多くの人々が40年以上にわたって努力を重ね、ついに中国はアメリカやフランスに次いで、芳香族化合物に関する完全な技術を持つ3番目の国となったのだそうです。このプロジェクトに関するすべての技術は我が国が知的財産権を有しており、100件以上の国内外の特許が取得されています。ミン・ウンテクをはじめとする6人の院士は、このプロジェクトを高く評価し、芳香族化合物関連技術の成功した開発は石油化学技術における「マイルストーン」であると考えた。このプロジェクトは、工程技術、工学機器、制御手法とシステム、吸着材料および触媒材料などの分野で多くの重要な革新と突破を達成し、全体的に国際的な先端水準にあり、広範な応用展開の価値が高い。最後の要塞を攻略する　中国化学工学会の常務理事である洪定一は、アロマティック化合物に関する高度な技術であり、投資やリスクも大きいこのような技術が、中国で実験室から実際の工業的なプラントへと成功裏に移行できたのは、国家レベルでの支援、産学研の密接な連携、そして中国石油化学業界における研究、設計、建設、生産といった分野が高度に統合されているという強みが大きく寄与しているからだと考えている。1970年代から、中国石化学工業科学研究院や上海石化学工業研究院などの機関が、芳香族抽出、キシレン異性化、トルエン分岐化、アルキル移動などの芳香族製造技術を次々と開発してきました。しかし、PX吸着分離技術は未だに克服されず、芳香族化合物処理技術の最後の砦となっている。 この弱点があるため、我が国は毎年数百万トンものPX製品を輸入しなければならず、100億ドル近くの外貨を費やしている。呉巍氏は記者に対し、海外の吸着分離技術の独占を打破するため、中国石化学は1990年代初頭からPX吸着分離技術の研究開発に取り組み、RAX-2000Aという国産吸着剤を開発した。2004年には齊魯分公司で工業的な試験が行われ、各種指標が輸入品の水準に達するかそれを上回った。また、価格は当時の輸入品よりも3分の1低かった。2009年、海外企業によるPX吸着分離プロセス技術の独占を打破するため、中国石化は戴厚良副総経理をリーダーとする芳香族化合物関連技術開発チームを設立し、芳香族化合物関連技術の最後の難関であるPX吸着分離技術の研究開発に取り組みました。そして、あらゆる代償を払ってでもこの「難問」を克服しようとしたのです。同年、PX吸着分離技術は中国石化の「十の龍」重点プロジェクトに採用され、独自のPX吸着分離プロセス技術の開発が本格的に始まった。2011年、中国石化は独自に開発したPX吸着分離技術を用いて揚子石化に年産3万トン規模の最初の工業プラントを建設し、最新に開発されたRAX-3000型の国産吸着剤を使用することで、自社開発のPX吸着分離技術の信頼性を実証しました。これにより、中国石化は独自の芳香族炭化水素生産技術における最後の難関であった吸着分離技術を克服し、芳香族炭化水素生産の完全な技術体系を確立した。中国石化は独自に開発したアロマチックス関連技術を活用し、海南炼化に年産60万トン規模のPXを生産する大型アロマチックス複合プラントを建設しました。2013年12月27日に初回の試運転に成功し、順調に稼働を開始しました。革新の三段跳びの洪定一は記者に対し、40年以上にわたり、我が国の芳香族化合物技術は追従、並行、そして革新によるリードという3つの段階を経てきたと語った。PX技術はアロマティックス成套技術の中核部分です。吸着分離プロセスの開発を例にとると、ウー・ウェイは、PX分離技術では模擬移動床吸着分離プロセスが採用されており、このプロセスは吸着剤、専用機器、プロセス、そして専用制御システムを一体化したもので、全体として非常に複雑であり、技術開発の難易度も極めて高いと説明した。PX製品は純度が高く求められ、最低でも99.7％以上でなければなりません；模擬移動床技術の特徴は、装置が複雑なプロセス配管システムを備えていることであり、これらの配管システムでは成分が大きく異なる原料や製品など、さまざまな物質が周期的に切り替えながら流れます。配管システム内に物質が残留すると、製品が汚染される原因となります。たとえごくわずかな他の物質の残留が残っていても、製品の純度や収率に影響を与えます。技術的な難関をできるだけ早く克服するため、研究者たちは祝日や週末の休日も惜しんで昼夜を問わず試験に没頭し、独自の知的財産権を持つ模擬流動層技術を開発した。また、吸着プログラム制御システム（MCS）の制御上の課題も解決し、国際的な同種技術とは異なる、独創的な吸着室の層内配管洗浄工程を開発した。さらに、工程の要求に合致する専用の特殊部品も設計・開発し、PXの吸着分離工程におけるあらゆる技術的課題を完全に克服した。また、研究開発の過程において、科学者たちはグリーンで低炭素な理念を重視しています。国内の同種の装置と比較して、海南煉化のPX装置は、PX製品1トンを生産する際のエネルギー消費量が25％少なく、年間で数億元ものエネルギーコストを削減できる。それに加えて、研究員たちは回収塔の頂部にある低温の熱エネルギーを利用して発電する方法を先駆けて採用し、その結果、この複合プラントの発電量が自身の消費電力を上回るようになった。これにより、プラントは電力を受け取るだけでなく、外部に電力を供給できるという歴史的な突破口を迎え、1日あたり6.5万キロワット時の電力を外部に供給できるようになった。これにより、海南煉化のPXプラントは最も低いエネルギー消費量で、世界のアロマティックス複合プラントの新たな基準となった。自らの基盤を把握する　現在、世界で化学工業用に使用されている芳香族炭化水素の年間消費量は約1億2千万トンであり、芳香族炭化水素を生産する工場は130社以上あり、アメリカ、西ヨーロッパ、日本や韓国などの先進国や地域に点在している。PXは最も多く使用され、生産技術も最も代表的な芳香族炭化水素であり、豊富な下流産業チェーンを持つため、石油化学業界の重要な基盤となっています。ウー・ウェイは記者に対し、我が国の経済が持続的に発展し、人々の生活ニーズが日増しに高まるにつれて、我が国のPX消費量も急速に増加しており、過去15年間の年平均成長率は20％を超えていると語った。現在までに、我が国は世界最大のPX消費国となっているが、長期にわたり自給が不足し、輸入に依存している。2014年の輸入量は約1,000万トンで、消費量の半分程度を占めており、そのうち75％は米国、日本、韓国などの先進国からのものでした。国内の住民がPX産業の展開に抗議する中、アメリカ、日本、韓国は中国市場向けに次々と新たなPX装置を建設している。PXに対する国民の懸念に直面して、中国石化の報道担当者である呂大鵬は、科学的な観点から事実を明らかにし理論を説くとともに、政治的な観点から問題の根本原因を分析し、芳香族化合物産業が国家の経済や国民生活にとって極めて重要であるため、必ず中国自身の手によって管理されなければならず、他国の支配を受けてはならないことを国民に理解させる必要があると考えている。また、PXが悪者扱いされる社会的な恐怖心に対処し、環境に配慮した安全な生産を確保するため、海南煉化はプロジェクトの建設当初から「ゼロ汚染、ゼロ漏洩、ゼロ排出、本質的安全性」を重要な建設目標として掲げ、「空気中に排出しない、地上で漏れ出さない、地下に浸透させない」ことを実現している。海南煉化は、プラントの本質的な安全性を確保するため、安全・環境対策に20％以上を投資している。煙気中のSO2含有量は20mg/Nm3という非常に低い水準であり、**第一種排出基準を大幅に下回っており、世界の先進水準に達している。また、二酸化炭素という温室効果ガスの排出量も、国際的な先進水準よりも年間12,000トン少なくなっている。また、原料精製ユニットでは、画期的に触媒反応によって物理吸着に代えることで、触媒の寿命を大幅に延ばし、固形廃棄物の排出量を98％削減しました。洪定一によれば、我が国のアロマティック炭化水素関連技術が持つ完全な知的財産権、先進的な指標、そして絶え間ない改善の取り組みに基づき、「中国の高速鉄道技術を普及させたように、我々のアロマティック炭化水素関連技術も世界中に普及させることができるのだ」という。”我が国の独自の芳香族化合物技術が世界に進出し、価格決定の発言権を握ることは、関連する製造業や下流産業の急速な発展を促進し、我が国の経済発展の質と効率を向上させ、構造転換を加速する上で非常に重要な意味を持っています。