化学業界の歴史

石炭化学工業の歴史 〜黒い石から生まれた化学産業の道程〜

1. 石炭化学工業とは

石炭化学工業とは、石炭を原料として化学製品を生産する産業の総称です。

石炭を燃料として利用するだけでなく、化学原料として分解・変換し、多様な化学品を得ることが特徴です。
その中心となる技術が「乾留(かんりゅう)」や「ガス化」です。

これによりコークス、石炭ガス、タール、ベンゼン、ナフタリン、フェノールなどが生まれ、後の化学工業の発展につながりました。

石炭化学工業で重要な「乾留」とは1. 乾留(かんりゅう)とは 乾留(かんりゅう)とは、有機物を空気(酸素)を遮断した状態で加熱し、熱分解によって揮発成分や固体炭素を得...

2. 起源と黎明期(18世紀〜19世紀初頭)

2.1 石炭利用の拡大

  • 18世紀後半の産業革命では、蒸気機関の普及とともに石炭需要が爆発的に増加。

  • 当初は燃料利用が中心だったが、鉄鋼業に必要なコークス製造の過程で化学的副産物が得られることが発見される。

2.2 コークス炉の発展

  • 1760年代:イギリスでコークス炉の改良が進み、副産物として石炭ガス(照明用)、コールタール(化学原料)が得られるようになる。

  • 石炭ガスは都市ガスとして、19世紀初頭のロンドンやパリで街灯照明に活用され、都市インフラを変革。


3. 成長期(19世紀中葉〜20世紀初頭)

3.1 コールタール化学の発展

  • コールタールは100種類以上の有機化合物を含む混合物。

  • 1820〜1840年代:ベンゼン、トルエン、ナフタリン、フェノールなどの単離が進む。

  • 1856年:英国のW.H.パーキンがコールタール由来のアニリンから世界初の合成染料「モーブ」を発明。
    → 石炭化学が合成染料工業の出発点となる。

合成染料工業の歴史 〜偶然の発見から世界産業へ〜1. はじめに 染料は古代から衣類・装飾品・芸術品に欠かせない存在であり、歴史的には植物(藍・紅花・マダ―)、動物(コチニール)、鉱物...

3.2 医薬・爆薬への展開

  • フェノールからは殺菌剤(クレゾール)、アスピリン原料が開発。

  • トルエンやニトロベンゼンは火薬や爆薬の原料に利用され、軍需産業とも結びつく。

フェノールとは 〜化学と日常をつなぐ芳香族化合物〜1. 基本概要 フェノール(C₆H₅OH)は、芳香族炭化水素ベンゼン環に水酸基(–OH)が直接結合した化合物です。別名「石炭酸(せきた...

4. 全盛期(20世紀前半〜中葉)

4.1 第一次世界大戦と化学工業

  • 戦時需要で爆薬、医薬、合成ゴムなど石炭化学品の需要急増。

  • ドイツは石炭資源を活用して世界最大の化学工業国となり、BASFやIGファルベンが隆盛。

4.2 液体燃料化技術の登場

  • 1920〜1930年代:石炭液化法(ベルギウス法、フィッシャー=トロプシュ法)が開発され、石炭からガソリンや軽油を合成可能に

  • 原油不足の国(ドイツ、日本)で戦略的技術として注目。


5. 衰退と転換(20世紀後半)

5.1 石油化学の台頭

  • 1950年代以降、安価で効率の良い石油化学が急成長。

  • ナフサクラッカーによるエチレン・プロピレン生産が主流となり、石炭化学は徐々に主役の座を失う。

5.2 石炭化学のニッチ化

  • 石炭は発電用燃料としての役割が主流に。

  • 一部では特殊用途(炭素繊維、活性炭、電極材)や無煙燃料の製造に利用。


6. 現代の石炭化学(21世紀)

6.1 環境負荷低減への挑戦

  • 従来型石炭化学はCO₂排出が多く、地球温暖化対策の観点から縮小傾向。

  • しかし、中国やインドでは依然として石炭依存度が高く、石炭からオレフィン・メタノールを生産するCTO(Coal to Olefin)、CTM(Coal to Methanol)が拡大。

CTO(Coal to Olefin)・CTM(Coal to Methanol)とは〜石炭から化学品を生み出す最新プロセス〜1. はじめに 石炭は従来、燃料や製鉄用コークスの原料として利用されてきましたが、近年では化学原料として再び注目されています。その中で...

6.2 高度利用技術

  • 高効率ガス化複合発電(IGCC)

  • 炭素資源循環型の化学品生産(CO₂回収利用)

高効率ガス化複合発電(IGCC)とは 〜石炭火力発電を進化させた次世代技術〜1. 概要 IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)は、石炭や石油コークスなどの固形燃...
炭素資源循環型の化学品生産(CO₂回収利用) 〜廃棄されるCO₂を資源に変える時代〜1. 概要 炭素資源循環型の化学品生産とは、発電所や工場から排出される二酸化炭素(CO₂)を回収し、化学原料として再利用する技術体系の...

7. 石炭化学工業の歴史的意義

  1. 近代有機化学の出発点
    合成染料・医薬品・爆薬など、多くの有機化学工業の祖。

  2. エネルギーと化学の融合
    燃料利用と化学品製造が一体化した産業モデル。

  3. 石油化学への橋渡し
    プロセス技術や分離精製のノウハウが石油化学の発展に直結。


8. まとめ

石炭化学工業は、産業革命期の照明用ガスやコールタール化学から始まり、20世紀前半には世界の化学工業を牽引しました。その後、石油化学に主役を譲ったものの、現代でも一部の国・分野で重要な役割を果たしています。
この歴史を振り返ることで、化学産業の進化の道筋や、資源と技術革新の関係が見えてきます。