触媒改質とアルキル化技術の起源

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アルキル化技術の起源　第二次世界大戦では、大量の高オクタン価航空燃料が必要でした。多くの大手石油会社が、高オクタン価ガソリンを生産する新しい製造工程の研究開発を行っている。　　1935年にアルキル化プロセスが誕生した。5つの石油会社――アングロ・イラニアン・オイル・カンパニー、ハンブル・オイル・アンド・リファイニング・カンパニー（ニュージャージー・スタンダード・オイルの子会社）、米国シェルのシェル・ディベロップメント・カンパニー、インディアナ・スタンダード・オイルの開発会社、そしてテキサス・カンパニーが、ほぼ同時期にそれぞれの研究所でアルキレーション技術を開発した。　　いわゆるアルキル化とは、有機化合物にe-〜lAアルキル基を付加する化学反応である。ある種の酸の作用により、オレフィン（主にブテン）と異性化アルカン（主にイソブタン）が反応し、高オクタン価ガソリンの調合成分として用いられる工業用イソオクタンが生成される。5社が協力して共同で開発し、産業化させた。　　1939年11月までに、米国では6基の商業用硫酸アルキル化装置が稼働しており、1日あたり560立方メートルのアルキレート油を生産できた。また、8基の装置が建設中で、生産能力は1日あたり14,300立方メートルです。それらは硫酸を触媒として使用する。 　　ユニバーサル・オイル社とフィリップス・オイル社は、フッ化水素酸を触媒とするアルキル化工程を開発した。最初の商業用フッ化水素アルキル化工場はテキサス州ボーグに建設され、1942年のクリスマスの日に稼働を開始し、1日あたり310立方メートルを生産していました。　　20世紀30年代後半から40年代初頭にかけて、ブタンをイソブタンに変換する異性化プロセスが登場した。イソブタンは航空ガソリンの調合にも使用され、オクタン価を向上させる。ユニバーサル・オイルプロダクツ社、米国シェル石油会社、フィリップス石油会社が主な役割を果たした。彼らは第二次世界大戦が始まる前に、最初の異性化装置を製造した。原料はブタンガスで、触媒は塩化アルミニウム、あるいは三塩化アンチモンを加え、塩化水素の存在下で反応させることでイソブタンが生成する。反応の温度と圧力は中程度です。しかし、転換率はとても高い。　　第二次世界大戦中、アメリカでは40基の異性化装置が稼働していました。　　その後、この異性化工程には様々な改良が加えられた。製品はイソペンタン、イソヘキサン、イソヘプタンにまで拡大され、いずれも航空ガソリンの調合油として使用できる。触媒リフォーミング技術の起源　　時を同じくして、ユニバーサル・オイル・プロダクツ社の技術者たちが触媒リフォーミング技術の研究開発を行っていた。1949年3月29日、同社は触媒を利用してシクロアルカンの脱水素異性化により高品質なガソリンを製造する方法を発表し、ガソリンのオクタン価向上のための新たな道を開いた。　　新製法の鍵は、高効率な触媒を見つけることだ。多年の努力を経て、彼らは白金触媒を開発した。1949年10月28日、アメリカ合衆国ミシガン州マスキーゴンにある「オールド・ダッチ」製油所に、世界初のプラチナリフォームング装置が設置された。その初期処理量は、1日あたり238.5立方メートルです。この装置は10年経った今も稼働しており、処理能力は1日あたり477立方メートルにまで拡大した。　　各家庭も頭を悩ませ、工夫を凝らしている。ユニバーサル・オイルプロダクツ社は1951年に別の白金触媒を発表し、1953年末には別の装置が稼働を開始した。　　1955年、2種類の新しい触媒リフォーミングプロセスが登場した。一つはフッドリー併用触媒リフォーミングで、中程度の強度条件で操作され、製品から芳香族炭化水素を回収することができる。もう一つはユニバーサル・オイル・プロダクツ社のレックスリフォーミング法で、プラチナリフォーミングと芳香族抽出を組み合わせたものである。1960年代には、多種多様な触媒が開発された。 　　ユニバーサル・オイルプロダクツ社は1960年代後半に白金リフォーミングプロセスを連続再生式触媒リフォーミングプロセスへと発展させ、1971年に立型熱交換器、箱型加熱炉、立型煙突型反応器を含む最初のプラントを無事に稼働させた。この工程により、反応系と再生系の稼働率が高くなり、製品のオクタン価も向上する。