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令和4年度 公害防止管理者 ダイオキシン類特論 問16を解説|塩化ビニルモノマー製造

令和4年度 ダイオキシン類特論 問16は、二塩化エチレン/塩化ビニルモノマー製造プロセスに関する問題です。下線を付した記述のうち、誤っているものを選びます。

この問題のポイント

塩化ビニルモノマー(VCM)は、エチレンと塩素から二塩化エチレン(EDC)をつくり、これを熱分解してつくるのが一般的です。多くのプラントでは、エチレンに塩化水素と酸素(空気)を反応させてEDCを得る酸化塩素化工程を併設し、熱分解で出た塩化水素を再利用します。引っかけの核心は工程ごとの温度です。酸化塩素化はおよそ200~250℃程度の比較的低温で進み、470~510℃という高温はEDCを分解してVCMにする熱分解側の温度です。この温度を酸化塩素化工程に当てはめた記述が誤りです。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(4)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

下線部正誤解説
(1)○(正しい)エチレンと塩素の反応(直接塩素化)で二塩化エチレンを得ます。
(2)○(正しい)二塩化エチレンを熱分解して塩化ビニルモノマーを製造します。
(3)○(正しい)エチレン+塩化水素+酸素の酸化塩素化工程が併設されます。
(4)×(誤り)470~510℃は熱分解側の温度で、酸化塩素化工程はこれより低温で行われます。
(5)○(正しい)酸化塩素化の触媒には通常、塩化銅が用いられます。

選択肢(4)のポイント(ここが誤り)

このプロセスには温度の異なる二つの反応があります。エチレンに塩化水素と酸素を反応させる酸化塩素化工程は、塩化銅触媒を用いておよそ200~250℃程度の比較的低温で進みます。一方、二塩化エチレンをVCMに変える熱分解は約500℃前後の高温で行われます。選択肢(4)は、この高温側の値である「470~510℃」を酸化塩素化工程の温度として当てはめており、二つの工程の温度を取り違えた点が誤りです。塩化銅を触媒とする点(選択肢(5))は正しく、温度の帰属だけが入れ替わっているのが引っかけです。

覚え方

  • VCMはEDCを熱分解して製造(約500℃の高温側)。
  • 酸化塩素化=エチレン+塩化水素+酸素、塩化銅触媒、より低温側。
  • 高温(約500℃)は熱分解、低温側は酸化塩素化。温度の帰属に注意。

理解度チェック

Q.

470~510℃という高温はどちらの工程の温度か?

二塩化エチレンをVCMにする熱分解側の温度です。酸化塩素化はこれより低温です。

Q.

酸化塩素化工程で使う触媒は?

通常は塩化銅です。エチレン・塩化水素・酸素からEDCを得ます。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和4年度 公害防止管理者等国家試験 ダイオキシン類特論 問題・正解」(公式PDF