原油の蒸留

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原油は分留と呼ばれる蒸留方法で分離します。これは、沸点の違いを利用して原油混合物を個々の成分に分離するプロセスです。

分留は、まず大気圧下で行われます。これは常圧蒸留と呼ばれます。しかし、大気圧での蒸留後には、常圧蒸留残油と呼ばれる化合物の混合物が残るため、これも分解する必要があります。

そのための次のステップが減圧(真空)蒸留です。ここでは真空下で分留プロセスが繰り返されます。大気圧での蒸留の残留物は大気圧では沸点が非常に高いため、真空下に置くことによってより低い温度で分解できるようになります。これにより、クラッキングとも呼ばれる化合物の劣化を防ぐことができます。

地下の貯留層から取り出された原油はそのまま燃料として使用することもできますが、分留して各成分に分けることで、より有用かつ価値のあるものになります。原油の蒸留はそのための重要なステップです。

蒸留によって、さまざまな化合物が分離され、個別に使用できるようになります。これには、灯油、ディーゼル、石油などの燃料、またはナフタなどの他の化学プロセスのための原料が含まれます。

効率性を高め、望ましくない副生成物を防ぐために、蒸留は、まず大気圧下で実行し、次に真空下で実行するという2段階で行われます。

原油は、それぞれに沸点の異なるさまざまな炭化水素の混合物です。したがって、特定の沸点ではなく、沸点範囲で考える必要があります。

この沸点範囲は、製品の最初の滴が得られる最も低い沸点から、最も高い沸点を有する化合物が蒸発しする最終の沸点までとなります。温度で言うと20℃～500℃という幅広い範囲になります。

大気圧では、まず液化石油ガスが25℃で気化します。最後に、350℃以上でビチューメンが気化します。通常これは、沸点がさらに高い他の常圧蒸留残油と合わせて抽出されるため、分離するには真空蒸留が必要となります。

その他の一般的な燃料油や潤滑油の沸点は、これらの2つの温度の間にあります。

その名前のとおり、真空(減圧)蒸留とは、大気圧よりも低い圧力、すなわち真空下で行われる蒸留です。これにより、沸点の高い重質油をより低い温度で気化させることが可能になる一方で、軽質油が劣化したり、分解したりするのを防ぐことができます。

原油は主に、炭化水素（炭素と水素の分子からなる化学物質）の混合物で構成されています。

一般的に、これが原油全体の重量の約98%を占めます。残りの2%は、窒素、酸素、硫黄、およびさまざまな金属などの他の元素で構成されています。

これらの炭化水素を分離し、有用なオイルを抽出するために、原油が分留されますが、このプロセスの一部は真空下で行われます。

石油精製プロセスの最後には、多質くの重質油が残留します。これらを利用することはできますが、必ずしも収益性に優れた製品とは言えません。そのため、石油業界ではクラッキングと呼ばれるプロセスを利用しています。

最も重質な油は長い炭化水素分子の鎖を持っていますが、クラッキングによってこれらの鎖が短く分解されます。そうすることでより軽質な留分、つまり、ジェット燃料、あるいはディーゼルやガソリンなどの自動車燃料など、より収益性の高い炭化水素が生成されます。

クラッキングは、蒸留塔内の副反応としても発生する可能性があります。温度が高すぎると、沸点が最も低い炭化水素の分解が始まります。しかし、精製プロセスとは異なり、これは制御されていないため、実際に望まれる、または有用な炭化水素が生成されない場合があります。これを防ぐために、真空蒸留が利用されています。この方法により留分の沸点が下がり、低温で分離できるようになります。

残留した原油の混合物の沸点を下げるために、真空にします。圧力は、10 hPa（mbar）～50 hPa（mbar）の低真空域です。その結果、蒸留塔の温度は、最高で約370℃まで上げるだけで十分となります。

原油の主な用途は、灯油、ガソリン、ジェット燃料などのさまざまな種類の燃料を抽出するための原材料です。

しかし、原油は私たちを取り巻く多くの日用品の原材料でもあります。窓枠から食品包装、スマートフォン、ボールペンまで、原油はすべてのプラスチックの基本的な原料です。

しかし、この原料から利用可能な油を生成するためには、原油を蒸留によって分離する必要があります。この蒸留は部分的に真空下で行われます。

原油の蒸留温度は、さまざまな留分の沸点に直接関係しています。沸点は25℃以下から500℃までの範囲です。

ただし、炭化水素は370℃を超える温度で劣化したり、クラッキングが生じたりする場合があります。そのため、この温度を超えて原油を加熱することはありません。したがって、大気圧での分留は、約350℃の温度で行われます。

沸点が最も高い最後の化合物を分離するために、残留混合物を真空下で蒸留します。真空下に置くことで沸点が370℃を下回るため、留分の劣化を防ぐことができます。

石油という名称には2つの意味があります。未精製、未加工の原油を指すこともあれば、精製され作られた石油製品を指す場合もあります。多くの場合、石油という名称は、この両方の意味で区別なく使用されています。