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バイオディーゼル燃料製造用触媒組成物、当該触媒組成物の製造方法、当該触媒組成物を用いたバイオディーゼル燃料の製造方法及び当該方法に使用されるバイオディーゼル燃料製造用装置 UPDATE コモンズ

国内特許コード P130009657
整理番号 DP1467
掲載日 2013年7月19日
出願番号 特願2011-023711
公開番号 特開2012-161733
登録番号 特許第5751473号
出願日 平成23年2月7日(2011.2.7)
公開日 平成24年8月30日(2012.8.30)
登録日 平成27年5月29日(2015.5.29)
発明者
  • 高津 淑人
  • 日高 重助
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 バイオディーゼル燃料製造用触媒組成物、当該触媒組成物の製造方法、当該触媒組成物を用いたバイオディーゼル燃料の製造方法及び当該方法に使用されるバイオディーゼル燃料製造用装置 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】原料油脂からバイオディーゼル燃料(BDF)を製造するのに有用な触媒組成物、当該触媒組成物の製法、当該触媒組成物を用いたBDFの製法、及び、当該製法の実施に適したBDF製造用装置を提供する。
【解決手段】この触媒組成物においては、メタノール、植物油及びバイオディーゼル燃料からなるグループより選ばれた溶媒中に、バイオディーゼル燃料製造用固体塩基触媒として、100μm以下の粒子径を有し、かつ、活性な酸化物状態となった表面を有する酸化カルシウム粉末が存在しており、この触媒組成物は、0.5mm以上の粒子径を有した焼成石灰石、例えば石灰製品工場で大量生産される安価な焼成石灰石を原料とし、上記の溶媒中で機械的粉砕を行うことにより製造できる。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


地球温暖化ガスと大気汚染物質の排出量を削減し、来るべき「エネルギー循環型社会」の構築に極めて重要なバイオディーゼル燃料は、油脂を構成する各種トリアシルグリセリドのアルコリシス反応によって得られる。
現行のバイオディーゼル製造では「水酸化アルカリ触媒法」を用いるが、生成したバイオディーゼルへアルカリが混入するので(300ppm程度)、水洗浄精製が不可欠となっている。このために大量のアルカリ廃水が発生し、その処分に多額のコストを要している。
有害なアルカリ廃水を排出しない環境調和型のバイオディーゼル燃料の新規製法を実現するための固体塩基触媒を研究開発する活動は盛んであるが、実用化段階に至っているものは皆無である。強塩基性イオン交換樹脂を固体塩基触媒に用いる方法が実用化に近い唯一のものであり、1スルー流れの流通反応方式によって触媒性能が評価されている。しかし、この方法は、固体塩基触媒の再生を頻繁に実施しなければならないことと、再生操作が煩雑であるという課題を抱えている。



そこで、本発明者等は、これらの問題を解決するために、下記の特許文献1にて調製操作に工夫をこらした高活性酸化カルシウムによる固体塩基触媒反応法を提案した。実用時には、この固体塩基触媒を反応管へ収容し、原料の植物油とメタノールが反応管を通過するだけでバイオディーゼル燃料が得られる。従って、反応管へ収容する触媒は、反応物の円滑な流動と良好な接触を両立するような形状としなくてはいけない。しかしながら、酸化カルシウムを用いた固体塩基触媒を望まれる形状に加工する技術は確立されておらず、バイオディーゼル燃料の製法として実用化に至っていない。



又、本発明者等は、下記の特許文献2において、バイオディーゼル燃料を効率的に製造できる固体塩基触媒、当該触媒の製造方法、当該触媒を用いる製造装置および当該装置を用いる製造方法を提案した。
しかし、このような固体塩基触媒の製造方法においても技術的課題が存在し、いまだ量産化に至っていない。これは、固体塩基触媒の仕様を満たす原料石灰石の価格が高いだけでなく、仕様を満たす焼成石灰石を得ることのできる加熱炉(不活性ガス下で高温焼成可能な炉)が実用されていないためである。また、バイオディーゼル燃料生成反応の効率を高めるために、メタノールを現存のアルカリ法よりも大量に使用せねばならず、メタノール回収にコストを要することも無視できないという問題点もあった。

産業上の利用分野


本発明は、原料油脂からバイオディーゼル燃料(BDF)を製造するのに適した触媒組成物(バイオディーゼル燃料製造用触媒組成物)及びその製造方法に関する。
又、本発明は、上記の触媒組成物を用いてバイオディーゼル燃料を製造するための方法及び当該製造方法において使用されるバイオディーゼル燃料製造用装置に関するものでもある。

特許請求の範囲 【請求項1】
植物油及びバイオディーゼル燃料からなるグループより選ばれた溶媒中に、バイオディーゼル燃料製造用固体塩基触媒として、100μm以下の粒子径を有し、かつ、活性な酸化物状態となった表面を有する酸化カルシウム粉末が存在することを特徴とするバイオディーゼル燃料製造用触媒組成物。

【請求項2】
前記のバイオディーゼル燃料製造用固体塩基触媒が、0.5mm以上の粒子径を有した焼成石灰石を粉砕することにより得られたもの、又は、炭酸カルシウム含有物質を加熱焼成して得られた原料を粉砕することにより得られたものであることを特徴とする請求項1に記載のバイオディーゼル燃料製造用触媒組成物。

【請求項3】
バイオディーゼル燃料を製造するのに有用な触媒組成物を製造するための方法であって、
0.5mm以上の粒子径を有した焼成石灰石を、植物油及びバイオディーゼル燃料からなるグループより選ばれた溶媒中で粉砕することによって、100μm以下の粒子径を有し、かつ、活性な酸化物状態となった表面を有する酸化カルシウム粉末を前記溶媒中に生成させることを特徴とするバイオディーゼル燃料製造用触媒組成物の製造方法。

【請求項4】
バイオディーゼル燃料を製造するための方法であって、当該製法が、
工程A:0.5mm以上の粒子径を有した焼成石灰石を、植物油及びバイオディーゼル燃料からなるグループより選ばれた溶媒中で粉砕することによって、前記請求項1記載のバイオディーゼル燃料製造用触媒組成物を製造する工程、
工程B:前記工程Aで得られた触媒組成物の存在下で植物油とメタノールを反応させ、脂肪酸メチルエステルを生成させる工程、及び
工程C:前記工程Bで得られた反応液を静置し、生成した下相のグリセリン相を分離・除去した後、上相のオイル相を加熱して脂肪酸メチルエステルの生成率を高める工程
を含むことを特徴とするバイオディーゼル燃料の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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