初心者のための ガスクロ 講座番外編 第14回　石油について

今回は我々の生活に欠かせない資源のひとつ「石油」について解説していきます。

石油 とは？

石油 とは様々な炭化水素が混合している、黒くてドロッとした液体です。主に地中に存在し、専用の採掘施設によって採掘されます。地中に石油の湖のようなものがあるわけではなく、砂、砂利、泥に混じった状態で存在します。精製する前の石油は原油と呼ばれ、炭化水素の他に少量の酸素、窒素、硫黄、水分など、いろんな物質が混ざっています。

石油 の精製

石油は原油の状態から「分留」という方法でいろんな種類の炭化水素に分けられていきます。

分留とは

分留とは、液体の混合物を熱して蒸発させ、再度凝縮させる方法です。物質はそれぞれ個々の沸点（凝縮温度）を持つので、この方法だとほぼ完全に混合液を単一物質に分離できます。
例えば、沸点が５０℃の物質Aと１００℃の物質Bの２種類の物質が混ざっている混合液があるとします。
まずはこれを熱して蒸発させます。
蒸発させた気体は逃げないように容器の中に閉じ込めておきます。
蒸発させたあと、その蒸気をゆっくり冷ましていきます。
だんだん冷めてきて１００℃まで下がると容器の内側に液体が結露し始めます。
これが物質Bです。物質Aはまだ気体の状態のままですので、この結露した液体をうまく採取すれば純粋な物質Bが採取できる、というわけです。

精製される物質

石油 は分留によってさまざまな物質に分類されていきます。

●天然ガス（沸点が３０℃まで）
沸点が低いので主にガスとして分離します。
・メタン
・エタン
・プロパン
・ブタン　など
圧力をかけて液体にしたものは液化石油ガス（LPG）と呼ばれ、タンカーなどで運ばれます。 　

●ナフサ（沸点が３０℃から２００℃まで
炭素数が５～１２の炭化水素が主成分です。主に石油化学工業で使用され、ここからさらにガソリンなどを精製していきます。石油化学の聡明期はこのナフサは捨てられていました。明かりとして使用するには燃えやすすぎて危険だったためです。 　

●灯油（沸点が１７０℃から２５０℃まで
炭素数が９～１５の炭化水素が主成分です。主に家庭用の暖房用燃料として使用されています。電灯が普及するまでは明かり用としてよく使用されていたので「灯油」という名称があります。 　

●軽油（沸点が２００℃から３５０℃まで）
炭素数が１０～２０の炭化水素が主成分です。　主にディーゼル機関（バス、トラックなど）の燃料として使用されています。「軽油」とは「重油」と比較して軽いのでつけられた名前なので、特別軽いわけでも、軽自動車専用の燃料というわけでもありません。 　

●重油
分留した後に残る残油です。ナフサや灯油より重く、粘質なのでこの名前が付きました。船の燃料やアスファルトの原料に使用されます。アスファルトは大昔から使用されており、日本では縄文時代に接着剤として使用されていたようです。