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APPARATUS FOR PRODUCING AROMATIC HYDROCARBON OR KETONE COMPOUND foreign

Patent code P110002258
File No. S2009-0380-N0
Posted date Apr 8, 2011
Application number P2009-048439
Publication number P2010-202549A
Patent number P5504494
Date of filing Mar 2, 2009
Date of publication of application Sep 16, 2010
Date of registration Mar 28, 2014
Inventor
  • (In Japanese)筒 井 俊 雄
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 鹿児島大学
Title APPARATUS FOR PRODUCING AROMATIC HYDROCARBON OR KETONE COMPOUND foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for producing an aromatic hydrocarbon or a ketone compound from an organic acid obtained from biomass or the like.
SOLUTION: The apparatus for producing the aromatic hydrocarbon or the ketone compound includes a first reactor for producing an organic acid from biomass by causing the same to ferment by virtue of an acid fermentation microorganism, a first feeder for feeding the biomass and the acid fermentation microorganism into the first reactor, a second reactor for reacting the resulting organic acid by a ZSM-5 zeolite catalyst, and a second feeder for feeding the organic acid and the ZSM-5 zeolite catalyst into the second reactor.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


現代社会は、エネルギー資源や化学物質資源として石油に大きく依存してきた。しかし、CO2による地球温暖化問題及び原油価格の高騰を背景に、再生可能資源の利用によって石油への依存度を低減し、持続可能な社会を構築する必要が高まっている。種々の再生可能資源の中でもバイオマスは、自然界の炭素サイクルを利用する為、大気中のCO2濃度を増大させることがなく(カーボンニュートラルという)、また物質資源としても利用可能であるため、その有効な活用が望まれている。



石油に代わる資源としてバイオマスを利用するためには、人類社会で必要な基幹化学物質をバイオマスから低コストで高収率に製造する必要がある。また、バイオマスから化学物質への転化過程において、多量の石油エネルギーを消費しては石油の代替とならず、またCO2の削減を達成することはできない。従って、過度のエネルギー消費を抑制した、バイオマスの利用を実現することが必要である。



バイオマスの転化技術として、これまで例えば、亜臨界水による分解などの熱化学的変換法(特許文献1:特許公開2008-249207)、メタン発酵やエタノール発酵(特許文献2:特許公開2008-182925)などの生物的変換法が知られている。



熱化学的変換法では、ガス化の場合、一般に700℃以上の高温で水素や一酸化炭素を含むガスに転化する。このガス化生成物はさらにCO2との分離や精製を経て、メタノール合成原料とし、さらにジメチルエーテルを経て芳香族やオレフィンなどの化学原料となる。また、超臨界水分解ではヒドロキシメチルフルフラール、フルフラール、ジヒドロキシアセトン、グリセルアルデヒドなどの含酸素炭化水素化合物に転化できるが、その用途は限られ、必ずしも基幹化学物質が製造されるわけではない。



生物的変換法では、メタン発酵ではメタンとCO2が得られるが混合物であるため発熱量が低く、エタノール発酵ではCO2とともに得られるエタノールがガソリン代替燃料として期待されているが、エタノールと水の分離に必要なエネルギー消費と生産コストに対して高付加価値生成物とは言いがたく、高付加価値の化学原料とするにはさらに多くの工程が必要となるこのように、バイオマスから付加価値の高い化学物質を短い工程で製造する方法がいまだ十分に確立されていないのが現状である。
従って、今尚、バイオマスを用いて、付加価値の高い基幹化学物質である化学原料を直接製造する方法の開発が急務とされている。
【特許文献1】
特開2008-249207
【特許文献2】
特開2008-182925

Field of industrial application (In Japanese)



本発明は、芳香族炭化水素又はケトン化合物を製造する装置(方法)に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
バイオマスから芳香族炭化水素を製造する装置であって、
前記バイオマスを、酸発酵菌により発酵させて、有機酸を生成する第1反応器と、
前記有機酸を、ZSM-5型ゼオライト触媒と350℃以上550℃以下で反応させ、副生成物である水と、生成物である前記芳香族炭化水素とが2相に分離させてなる第2反応器とを備えてなり、
前記バイオマスが、サトウキビの搾りかすであるバガス;イネ、麦の籾殻及び藁並びにこれらの、加水分解又は酵素分解による処理物;食用穀物の調理物及び廃棄物並びにこれらの処理物;木材の製材廃棄物、木材のアルカリ蒸解による処理物であり、
前記有機酸が、酢酸、プロピオン酸、乳酸又は酪酸であり、
前記芳香族炭化水素が、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、又はトリメチルベンゼンである、製造装置。

【請求項2】
 
前記バイオマスが、スクロース含有糖質バイオマスである、請求項1に記載の製造装置。

【請求項3】
 
前記ZSM-5型ゼオライト触媒が、Si/Al比が80以上のものである、請求項1又は2に記載の製造装置。

【請求項4】
 
バイオマスから芳香族炭化水素を製造する方法であって、
前記バイオマスを、酸発酵菌により発酵させて、有機酸を生成し、
前記有機酸を、ZSM-5型ゼオライト触媒と350℃以上550℃以下で反応させ、副生成物である水と、生成物である前記芳香族炭化水素とを2相に分離することを含んでなり、
前記バイオマスが、サトウキビの搾りかすであるバガス;イネ、麦の籾殻及び藁並びにこれらの、加水分解又は酵素分解による処理物;食用穀物の調理物及び廃棄物並びにこれらの処理物;木材の製材廃棄物、木材のアルカリ蒸解による処理物であり、
前記有機酸が、酢酸、プロピオン酸、乳酸又は酪酸であり、
前記芳香族炭化水素が、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、又はトリメチルベンゼンである、製造方法。

【請求項5】
 
前記バイオマスが、スクロース含有糖質バイオマスである、請求項4に記載の製造方法。

【請求項6】
 
前記ZSM-5型ゼオライト触媒が、Si/Al比が80以上のものである、請求項4又は5に記載の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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