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アンモニア工業

窒素と水素を合成しアンモニアNH3を生産する工業。アンモニアは肥料、火薬のほか、汎用(はんよう)の基礎化学品として多くの化学工業原料に利用されている。窒素と水素を1対3の割合で混合したガスを合成塔に入れ、200~350気圧、450~600℃の状態で触媒の存在下で直接合成する。アンモニア合成技術は、1907年ドイツの化学者F・ハーバーによって理論的に確立され、これを基礎としてバーディシュ社のK・ボッシュが13年工業化に成功した。合成の際に使用する触媒の種類、圧力・温度などの反応条件、合成塔の構造の違いにより、ハーバー‐ボッシュ法、クロード法、カザレー法、ファウザー法、NEC法、テキサコ法、東京工業試験所法、ICI‐ケロッグ法などがあるが、本質的にはハーバー‐ボッシュ法の変型とみてよい。アンモニアの合成に必要な原料の窒素は、空気中から空中窒素固定法によって得られるが、窒素の3倍の容量を必要とする水素は、第二次世界大戦前は水の電解、コークスなどの水性ガス化によって賄われていた。戦後は天然ガス、石油精製の廃ガス、ナフサなどの分解による割合が著しく増加した。

日本のアンモニア工業は、1922年(大正11)にカザレー法による生産が開始された。その後肥料を必要とする農業市場を背景として発展し、戦前は硝酸が火薬原料として軍需的に重要視されたので、ドイツに次ぐ生産国となったが、戦災によって壊滅的な打撃を被った。戦後は食糧増産に肥料が必要とされ、重点的に補助金が交付されたため、急速に復興を遂げ、昭和30年代までは化学工業の中核的役割を果たし、1972年(昭和47)には化学肥料の世界最大の輸出国となった。しかし、硫安、尿素などの単味肥料から複合肥料への生産転換、政府の減反政策、アンモニアソーダ法の衰退などで国内需要が減退し、さらに73年のオイル・ショックによる原料価格の高騰は国際競争力を低下させ、天然ガスを原料とする諸外国の参入で輸出も減少した。このため、78年からの「特定不況産業安定臨時措置法(特安法)」と83年からの「特定産業構造改善臨時措置法(産構法)」に基づいて過剰設備の廃棄などの構造改善が実施され、アンモニアは著しく減産された。生産量は1974年の約400万トンをピークに90年代後半にはその4割強にまで縮小した。原因は肥料向けの減少にあるが、一方、80年代以降も消費量を減らしていない工業用は比率を増加させて消費量全体の9割以上となっている。内訳は、合成繊維原料として利用されるカプロラクタム、アクリロニトリル用に4割、接着剤、樹脂などのメラミン用として数%、その他さまざまな工業用(火薬、染料、香料、麻酔剤、写真、乾電池、医薬品など)原料として4割が消費されている。2001年(平成13)現在、メーカー8社のうち専業メーカーは1社のみである。アンモニア製造はさまざまな化学工業への原料供給で貢献しているが、今後は経営基盤強化のため事業の統廃合が課題とされている。

    

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