プロセスの構築１

前回の終わりに述べた”プロセスの内容を設定する”とはいったいどういう事でしょうか？

それは原料から製品を製造する手順や手段、つまり工程を具体的に決めることです。この工程とは化学工学の単位操作の組み合わせに相当し、プラントにおいては設備や装置に該当します。

ここでは水と二酸化炭素からエタノールを製造するプロセスを設計するのですから、工程を決めるためにしなければならないことは、

（１）水と二酸化炭素からエタノールを作るための方法（合成反応）を決める。
（２）反応の温度圧力条件を設定する。
（３）製造したエタノールを製品仕様にするための処理方法を決める。
（４）原料である水と二酸化炭素を（２）の反応条件にするための手段を決める。

（４）は原料の使用条件で、”流れから言えば最初に決めなければ？”と考えるでしょうが、このようなプロセス設計では最後に決めることになります。

まず、（１）の方法（合成反応）を決めるのですが、ここでは以下の手順でエタノールを合成することにします。（他にも色々な経路が考えられますが、詳しい議論は後ほど）

（１）水（H2O）              H2O → H2 + 0.5O2
（２）二酸化炭素　　　　  CO2
（３）エタノール合成　　　2CO2 + 6H2 → C2H5OH + 3H2O

つまり、水から水素を作ります。この手段としては、地球環境へ配慮して、例えば太陽光を利用した高温電気分解などが考えられます。次に水素と二酸化炭素を合成装置に供給しエタノールを合成製造します。二酸化炭素の確保については別途議論します。

これで（１）の合成反応が決まりました。次に合成反応の運転条件を決める必要があります。これは次回に・・・。