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コークス化とは、酸素のない状態で石炭を600 °C (1,112 °F) 以上の温度に加熱して、原料石炭の揮発性成分を飛ばし、コークスと呼ばれる炭素含有量の高い硬くて強い多孔質の物質を残すプロセスです。コークスは主に炭素で構成されています。その多孔質構造により表面積が大きくなり、火口の束が硬い木の丸太よりも速く燃えるのと同じように、より速く燃えます。そのため、1 キログラムのコークスが燃えると、元の石炭 1 キログラムよりも多くの熱を放出します。
鉄の製錬への応用
コークスは高炉の燃料として使用されます。連続プロセスでは、コークス、鉄鉱石、石灰石が混合され、高炉の上部に配置され、下部で溶融鉄と廃スラグが除去されます。原材料は高炉内を連続的に下方に移動します。この連続プロセス中に、さらに多くの原材料が上部に配置され、コークスが下方に移動すると、その上にある材料の増え続ける重量に耐える必要があります。この圧縮力に耐える能力と、高いエネルギー含有量および急速な燃焼により、コークスは高炉での使用に最適です。
石油コークス
「コーキングは、常圧蒸留塔または真空蒸留塔から出るボトムと呼ばれる物質をより価値の高い製品にアップグレードし、石油コークス（石炭のような物質）を生成する製油所のユニット操作です。」[1]不均一触媒では、クリンカーが触媒部位をブロックするため、このプロセスは望ましくありません。コーキングは、炭化水素原料を含む高温反応の特徴です。通常、触媒がそれに耐えられる限り、コーキングは燃焼によって逆転します。[2] [より良い情報源が必要]
エチレンの場合のコーキングの簡略化された式は次のとおりです。
- 3 C 2 H 4 → 2 C (「コークス」) + 2 C 2 H 6
より現実的だが複雑な見方としては、コークス核の芳香環のアルキル化が挙げられる。酸性触媒はカルボカチオン（アルキル化剤）を生成するのに効果的であるため、特にコークス化しやすい。 [3]
コーキングは不均一触媒の不活性化のメカニズムの1つです。他のメカニズムには、焼結、触媒の被毒、固体状態の変化などがあります。 [4] [5]
参照
参考文献
- ^ 「コーキングは石油製品の最終輸出量の 19% を生産する精製プロセスです」。米国エネルギー情報局。
- ^ H.シュルツ（2010年）。「メタノール変換中のゼオライトの「コーキング」：MTO、MTP、MTGプロセスの基本反応」。Catalysis Today。154（3–4）：183–194。doi ：10.1016/j.cattod.2010.05.012。
- ^ Guisnet, M.; Magnoux, P. (2001). 「コークス形成の有機化学」.応用触媒A: 一般. 212 (1–2): 83–96. doi :10.1016/S0926-860X(00)00845-0.
- ^ Forzatti, P.; Lietti, L. (1999). 「触媒の不活性化」. Catalysis Today . 52 (2–3): 165–181. doi :10.1016/S0920-5861(99)00074-7.
- ^ Bartholomew, Calvin H (2001). 「触媒不活性化のメカニズム」.応用触媒A: 一般. 212 (1–2): 17–60. doi : 10.1016/S0926-860X(00)00843-7 .