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ブタノールの濃縮脱水方法 NEW コモンズ

国内特許コード P170014703
整理番号 (NU-638)
掲載日 2017年12月7日
出願番号 特願2016-560308
出願日 平成27年11月20日(2015.11.20)
国際出願番号 JP2015082741
国際公開番号 WO2016080531
国際出願日 平成27年11月20日(2015.11.20)
国際公開日 平成28年5月26日(2016.5.26)
優先権データ
  • 特願2014-235495 (2014.11.20) JP
発明者
  • 堀添 浩俊
  • 町田 洋
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 ブタノールの濃縮脱水方法 NEW コモンズ
発明の概要 一局面のブタノールの濃縮脱水方法は、ブタノール水溶液と、ブタン、イソペンタン、及びノルマルペンタンから成る群から選択される1種以上である抽出溶媒とを、抽出温度T及び抽出圧力Pの条件下で接触させ、前記抽出溶媒、及び抽出されたブタノールを含む抽出物を取り出す抽出工程と、前記抽出物を、蒸留により、ブタノール、水、及び前記抽出溶媒を含む気相成分と、ブタノールを含む液相成分とに分離するとともに、前記気相成分に含まれるブタノールを液状の前記抽出溶媒により抽出し、抽出されたブタノールを前記液相成分に加え、前記液相成分を取り出す分離工程と、を備える。前記抽出温度Tは、100~250℃の範囲内であり、且つ前記抽出溶媒の臨界温度をTcとしたとき、0.95Tc以下であり、前記抽出圧力Pは、前記抽出温度Tにおける前記抽出溶媒の蒸気圧以上である。
従来技術、競合技術の概要


バイオブタノールはバイオエタノール比べて、発熱量大、吸湿性小、ガソリン蒸気圧増加作用無、ガソリン及び軽油に添加可能であること等、自動車燃料として優れた性状を有する。また、C5糖のエタノール発酵では遺伝子組換酵母が必要であるが、ブタノール発酵では既存酵母を使用可能である等多くの長所があり、ポストエタノールとして注目されている。
しかし、サトウキビ、トウモロコシ、草、木等のバイオマスを糖化発酵して製造されるバイオブタノールの濃度は、ブタノールの強い発酵阻害のため、0.5~1.0wt%と希薄であり、残りは水分である。



バイオブタノールは、ノルマルブタノールまたはイソブタノールを主成分とする水溶液であり、よく知られているABE発酵では、ノルマルブタノール約1.0wt%、アセトン約0.6wt%、エタノール約0.1wt%の濃度の水溶液が得られる。近年、遺伝子組み換えにより、ブタノール発酵阻害に耐性を持たせた酵母が開発され、バイオブタノールにおけるブタノール濃度を向上させることが行われており、約2.0~3.0wt%程度のブタノール発酵濃度が実現可能である。



バオブタノールの主な用途であるガソリン添加剤として使用するには、バオブタノールを濃縮・脱水して水分濃度0.1wt%以下の無水ブタノールにする必要がある。バイオブタノールはカーボンニュートラルであるため、二酸化炭素削減に寄与するが、その製造エネルギーが少ないほどその効果は大きくなる。しかし、従来の蒸留濃縮脱水法は、バイブタノール発熱量34MJ/kgと同等の大量のエネルギーが必要であり、その削減が急務の課題である。



ブタノールの濃縮脱水方法として、以下の方法が提案されている。
(1)濃度約1.0wt%の希薄ブタノール水溶液から、ブタノール透過膜で濃度約80wt%の濃縮ブタノールを回収し、その80wt%濃縮ブタノール液から、水透過膜で水分を分離して無水ブタノールを分離回収する方法(特許文献1参照)。



(2)ブタノールの溶解度と選択性の高い2オクタノールを常温で液体溶媒として用いる溶媒抽出法。

産業上の利用分野


本開示は、ブタノールの濃縮脱水方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ブタノール水溶液と、ブタン、イソペンタン、及びノルマルペンタンから成る群から選択される1種以上である抽出溶媒とを、抽出温度T及び抽出圧力Pの条件下で接触させ、前記抽出溶媒、及び抽出されたブタノールを含む抽出物を取り出す抽出工程と、
前記抽出物を、蒸留により、ブタノール、水、及び前記抽出溶媒を含む気相成分と、ブタノールを含む液相成分とに分離するとともに、前記気相成分に含まれるブタノールを液状の前記抽出溶媒により抽出し、抽出されたブタノールを前記液相成分に加え、前記液相成分を取り出す分離工程と、
を備え、
前記抽出温度Tは、100~250℃の範囲内であり、且つ前記抽出溶媒の臨界温度をTcとしたとき、前記抽出温度Tは0.95Tc以下であり、
前記抽出圧力Pは、前記抽出温度Tにおける前記抽出溶媒の蒸気圧以上であるブタノールの濃縮脱水方法。

【請求項2】
前記抽出工程では、抽出塔の上部からブタノール水溶液を供給し、前記抽出塔の下部から前記抽出溶媒を供給し、前記ブタノール水溶液及び前記抽出溶媒を向流接触させる請求項1に記載のブタノールの濃縮脱水方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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