Kdisonの技術チームがインドネシアの過酸化水素工場における触媒失活を分析：環境中の硫黄汚染が主な原因と特定される

2025年6月、インドネシアの過酸化水素製造プラントに対する技術サポート活動中に、Kdison社は、当該プラントで使用されているパラジウム系触媒の活性が異常に低下していることを確認しました。これにより、水素化効率が低下し、プラントの生産量に顕著な影響が出ました。体系的な分析と独立した検証の結果、この事象は過酸化水素業界において比較的まれな触媒失活事例であり、プロセスや設備の欠陥ではなく、外部環境要因によって引き起こされたことが確認されました。

本プロジェクトでは、Kdison社が提供する過酸化水素（H₂O₂）製造用の固定床アントラキノン法を採用しています。この方法は長年にわたり世界中で広く、かつ信頼性の高い実績があります。プラント設計は成熟しており、運転パラメータも適切で、試運転後の初期段階において装置は順調に稼働しました。

問題発生後、Kdison社の技術チームは直ちに運転データ、プロセス条件、および運転手順に関する包括的な調査を実施しました。長年にわたるエンジニアリングおよび運転経験に基づき、チームは触媒の失活は異常な大気質、特に硫黄含有汚染物質の存在に関連している可能性が高いとの暫定的な結論を下しました。このような結論は過酸化水素業界では異例ではありますが、工場周辺の環境条件を考慮すると技術的に妥当なものでした。

この判断の科学的正確性と客観性をさらに検証するため、Kdison社は疑わしい汚染触媒サンプルをインドネシアから中国へ自主的に輸送し、独立した第三者機関の研究所に依頼して包括的な物理化学分析を実施しました。数ヶ月に及ぶこの試験プログラムには、SEM、BET、EDS、ICP-MS、IC、およびXPS分析が含まれていました。

2025年9月、第三者機関による試験報告書が正式に公開された。複数の分析手法による結果は、触媒中の硫黄含有量が大幅に増加しており、硫黄が主に+6酸化状態の硫酸塩の形で存在していることを一貫して確認した。これらの硫酸塩はパラジウム活性部位に強く吸着し、水素の吸着と活性化を阻害する安定な表面化合物を形成するため、典型的な硫黄被毒による触媒失活を引き起こす。分析結果は、Kdison社による当初の技術評価と完全に一致していた。

この工場は化学工業団地内にあり、周囲には複数の化学施設が立ち並んでいます。調査の結果、近隣の工場の中には排気筒の高さが不十分で排ガス処理も不適切であり、硫黄を含む有害ガスが局所的に拡散して大気中に放出されていることが判明しました。アントラキノン製造プロセスでは、酸化工程で連続的な空気の取り込みが必要です。空気中の硫黄汚染物質は、システム内で徐々に硫酸塩（SO₄²⁻）に変換され、作業溶液とともに循環し、水素化工程に入り、最終的にパラジウム触媒の表面に蓄積されます。

触媒失活の最も直接的な影響は、水素化効率の低下である。パラジウム活性部位が覆われると、アントラキノン誘導体の水素化転化率が著しく低下し、反応液循環効率が制限され、最終的には過酸化水素の生産能力が低下する。この影響は主にプラントの安全性よりも生産効率に現れるが、連続的かつ安定した運転にとって重大な課題となる。

根本原因が明確に特定された後、Kdisonの技術チームは、技術的な実現可能性と経済的な考慮事項を踏まえ、段階的な対策案を顧客に提案した。

1.空気処理・浄化ソリューション

酸化用空気取入口の上流に空気浄化・吸着システムを設置し、硫黄含有汚染物質を除去する。この方法は技術的には効果的だが、設備投資および運転コストが比較的高額になる。

2. 新規プロジェクトにおけるエンジニアリングレイアウトの最適化

新規の過酸化水素製造プラントにおいては、設計段階で環境条件を十分に考慮し、空気圧縮機や吸気口は汚染源となる可能性のある場所からできるだけ離れた場所に設置する必要がある。この対策は既存のプラントには実際には適用できない。

3．暫定措置及び移行措置

現在の状況下では、硫黄被毒した触媒を重点的に洗浄・処理することで、触媒活性を部分的に回復させ、プラントの継続的な運転を確保することができる。

Kdison社の技術チームは、この事例が、高水準で連続運転される過酸化水素プラントにおいて、工業団地全体の環境条件が重要な「隠れたプロセスパラメータ」となっていることを示していると強調した。外部環境要因による触媒の失活は業界では稀ではあるものの、ファインケミカルプラントにとっては重要な工学的意味合いを持つ。

過酸化水素のEPCターンキーソリューションを専門に提供する企業として、Kdisonはエンジニアリング主導の革新と環境適応性の継続的な改善に引き続き取り組み、安全で信頼性が高く持続可能な過酸化水素製造技術を世界中の顧客に提供しています。