水素の工業的製法（読み）スイソノコウギョウテキセイホウ

化学辞典 第2版

水素の工業的製法
スイソノコウギョウテキセイホウ
manufacture of hydrogen

水素はアンモニア，メタノールなどの合成工業原料として不可欠で，安価なことが必要である．水素の製法は現在，電解法とガス法とに大別される．【Ⅰ】電解法：アルカリ(または酸)の希薄水溶液を電解し，鉄陰極で水素，ニッケルめっき鉄陽極で酸素を発生させる．石綿で両極を分離してある．60～70 ℃，2 Vで電解し，99.5～99.9％ 高純度水素が得られる．【Ⅱ】水性ガス(合成ガス)法：赤熱した炭素(コークス，石炭)により水蒸気を還元すると得られ，H₂ ＋ COを主成分とする．

　　C ＋ O₂ → CO₂ ＋ 406 kJ 　(blow工程)

　　C ＋ H₂O → CO ＋ H₂ － 130 kJ 　(run工程)

水性ガス反応は吸熱のためblow工程とrun工程を交互に行い，水性ガスとblowガスを別々に炉から取り出す．水性ガスを洗浄，脱硫後，水蒸気とまぜ，

CO ＋ H₂O → H₂ ＋ CO₂ ＋ 40.2 kJ

の水性ガス転化反応により水素を得る．CO₂，CH₄などの不純物は深冷分離する．【Ⅲ】コークス炉ガス法：石炭乾留で得られるコークス炉ガスには50％ の水素を含むので，不純物を除き，これを直接用いる方法．【Ⅳ】炭化水素の水蒸気変成法：炭化水素(ナフサ，天然ガス，LPGなど)をNi触媒を用い，700～900 ℃ で水蒸気と反応させる．

2C_mH_n ＋ 2mH₂O → 2mCO ＋ (2m ＋ n)H₂

【Ⅴ】炭化水素の部分酸化法：炭化水素(ナフサ，天然ガス，重油など)を無触媒(1100～1400 ℃)あるいはNi触媒(700～900 ℃)を用いて部分酸化を行わせる．この場合，一般に水蒸気変成を併用する．

2C_mH_n ＋ mO₂ → 2mCO ＋ nH₂

COは水性ガス転化反応により，CO₂として除去する．

現在，水素のほとんどは【Ⅳ】，【Ⅴ】の方法により製造されている．[別用語参照]アンモニア合成

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」