CN102449126A - 燃料及燃料的制造方法 - Google Patents

燃料及燃料的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102449126A
CN102449126A CN2009801594964A CN200980159496A CN102449126A CN 102449126 A CN102449126 A CN 102449126A CN 2009801594964 A CN2009801594964 A CN 2009801594964A CN 200980159496 A CN200980159496 A CN 200980159496A CN 102449126 A CN102449126 A CN 102449126A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lipid acid
sample
water
fuel
dissolved matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801594964A
Other languages
English (en)
Inventor
松村健彦
广濑伦孝
泉贵子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
S&S Engineering Corp
Original Assignee
S&S Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by S&S Engineering Corp filed Critical S&S Engineering Corp
Publication of CN102449126A publication Critical patent/CN102449126A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C10G2300/1014—Biomass of vegetal origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C10G2300/1018—Biomass of animal origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/80—Additives
    • C10G2300/805—Water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

从作为工业废物而被处理的粗制甘油或脂肪酸混合物得到一种燃烧热量高、操作性优异的燃料。通过使在由动植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的粗制甘油或脂肪酸混合物中含有的脂肪酸非水溶化，从而能够得到含有脂肪酸非水溶化物的燃料。脂肪酸水溶化物优选为非水溶性的脂肪酸盐，特别优选为脂肪酸与2价或3价金属离子的盐。

Description

燃料及燃料的制造方法
技术领域
本发明涉及以在由动植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的粗制甘油或脂肪酸混合物为原料而得到的燃料及其制造方法。 
背景技术
鉴于由近年石化燃料的枯竭、CO2排出而导致的环境负担的问题等，以生物质(biomass)为原料的生物柴油燃料(BDF)受到广泛关注。 
BDF是通过从大豆、棕榈、玉米等植物或牛、猪、羊、鱼类等动物中提取的动植物油与醇的酯交换反应制造的，作为它的副产物生成了以脂肪酸和甘油为主要成分的大量的粗制甘油，其中的大部分没有被有效利用就被废弃。 
一方面，这些粗制甘油具有约5,400kcal/kg的热量，而粗制甘油中的脂肪酸具有约8,500kcal/kg的热量。 
本申请发明人等着眼于这一点，对于以各种动植物油为原料制造BDF时副产的粗制甘油研究了其作为燃料使用的可能性，结果，从以下的见解得出了直接将粗制甘油作为燃料使用有困难的结论。 
(1)由于BDF制造时使用的碱催化剂的影响，粗制甘油的pH值高，使锅炉等燃烧机器劣化。 
(2)粗制甘油中通常含有钠或钾。这些离子种类有导致燃烧机器劣化的可能。特别是钠与硫共存时生成硫酸钠，越发促进由五氧化钒导致的燃烧机器金属表面的氧化覆膜破坏(钒腐蚀，vanadium attack)。 
(3)已知粗制甘油不会因燃烧而产生二噁英等有害物质，但会产生大量的煤尘，如果不能降低煤尘的产生量，就难以作为燃料使用。 
(4)粗制甘油是粘性高的液体，难以代替液体、固体燃料的任一种，操作麻烦。 
专利文献1：日本特开2008-023426号公报 
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述状况的发明而开发，其目的在于提供一种由在由动植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的粗制甘油或脂肪酸混合物得到的操作性优异的燃料、燃烧特性优异的燃料、燃烧时对燃烧机器的不良影响少的燃料、和/或可以通过燃烧产生高热量的燃料。 
用于解决问题的方案
本发明是解决了上述课题的燃料，其特征在于，其含有脂肪酸非水溶化物，所述脂肪酸非水溶化物是通过使在由动植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的粗制甘油或脂肪酸混合物中含有的脂肪酸非水溶化而得到的(权利要求1)。 
本发明具有将粗制甘油或脂肪酸混合物中的脂肪酸非水溶化这一特征，据此，通过水洗和过滤或离心分离等可以从脂肪酸非水溶化物中分离甘油、钠离子、钾离子等水溶性成分。 
因此，由于甘油的除去或减量，可以实现燃烧性的改善、平均单位重量的燃烧热量的增大，通过更完全地进行甘油的除去，使脂肪酸非水溶化物为固体状或粉末状，可以作为操作性优异的固体燃料使用。 
此外，由于钠离子、钾离子等有害成分被除去或减量，可 以解决锅炉等燃烧机器劣化的问题。 
此外，确认了通过除去或减量上述水溶性成分，可以降低燃烧时产生的煤尘的产生量。 
本发明的“动植物来源的油脂类”为可以作为生物燃料的生成原料使用的动植物来源的任意的油脂类，本发明的动植物来源的油脂类包括大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈核油、玉米油、橄榄油、红花油(safflower oil)、红花油、棉籽油、菜籽油、蓖麻油、芝麻油等植物油，猪油(lard oil)、黄油、沙丁鱼油、青鱼油、牛油、马油、猪油、羊油、鲸鱼油等动物油，以及餐馆、食品工厂、通常家庭等废弃的废食用油，以及它们的混合物。 
本发明的“脂肪酸混合物”是指在由动植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的以脂肪酸和甘油为主要成分的混合物。 
本发明中的脂肪酸非水溶化物优选通过使脂肪酸与阳离子结合来生成(权利要求2)，特别优选通过使脂肪酸与2价或3价的金属离子结合来生成(权利要求3)。 
即，脂肪酸与2价或3价金属离子等的盐对水的溶解度低，因此可以得到容易通过水洗、过滤等分离水溶性成分这一优点，此外，由于这些盐不是强碱性，可以减少燃烧时对燃烧设备的不良影响。 
本发明的燃料优选含有高纯度化的所述脂肪酸非水溶化物，所述高纯度化的所述脂肪酸非水溶化物是通过使用高压分散装置将分散有所述脂肪酸非水溶化物的悬浮液中的所述脂肪酸非水溶化物微细化和/或高分散化后、从所述悬浮液中分离水和水溶性成分的全部或一部分而得到的(权利要求4)，本发明的燃料的制造方法优选具有如下步骤：第一步骤，通过使在由动 植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的粗制甘油或脂肪酸混合物中含有的脂肪酸非水溶化而生成脂肪酸非水溶化物；第二步骤，生成使所述脂肪酸非水溶化物分散而成的悬浮液；第三步骤，使用高压分散装置将所述悬浮液中的所述脂肪酸非水溶化物微细化和/或高分散化；第四步骤，从经过所述第三步骤后的所述悬浮液中的所述脂肪酸非水溶化物中分离水和水溶性成分的全部或一部分(权利要求8)。 
上述发明由于使用高压分散装置将悬浮液中的脂肪酸非水溶化物微细化和/或高分散化，因此有可能使悬浮液中含有的甘油、钠离子、钾离子等水溶性成分中的更多部分进入到水中。因此，通过使用高压分散装置进行水洗，与使用混合器、搅拌器等通常的搅拌机进行水洗相比，可以更有效的除去水溶性成分。 
本发明的“高压分散装置”包括以下定义的均质器(homogenizer)和纳米机(Nanomizer)。 
“均质器”是指：通过高压、高速(压力30MPa以上和/或流速50m/sec以上)使分散有颗粒的液体相互冲撞和/或与壁面冲撞，从而使颗粒微细化和/或高分散化的装置。 
“纳米机”是指将分散有颗粒的液体以高压、高速(压力30MPa以上和/或流速50m/秒以上)通过细管内时，通过气蚀、剪切力而使颗粒微细化和/或高分散化的装置。纳米机中使用的细管可以是直线状，也可以是弯曲、曲折或分支的。 
本发明优选所述脂肪酸非水溶化物的颗粒被膜物质包覆(权利要求5)。 
根据通过脂肪酸非水溶化而得到的脂肪酸非水溶化物的性状等，有时不容易从脂肪酸非水溶化物中除去甘油，有时仅靠水洗和过滤或离心分离等除去甘油直到脂肪酸非水溶化物变为 固体状或粉末状在成本上不合算。 
在这种情况下，本发明通过将包含一定程度甘油的状态的脂肪酸非水溶化物的颗粒用膜物质包覆，使其微囊化，可以不伴随成本大幅增加地得到以脂肪酸的非水溶化物为主要成分、操作性优异的固体状或粉末状的燃料。 
进一步可以用造粒机等使本发明的由膜物质包覆的非水溶化物的颗粒成为任意形状、尺寸的粒状或块状，据此，可以得到操作性更加优异的固体燃料。 
此外，作为上述膜物质优选使用纤维素的醚衍生物或纤维素的有机酸酯衍生物，在这种情况下，由于纤维素的醚衍生物或纤维素的有机酸酯衍生物成为作为粘结剂使用的成分的供给源，可以不另外添加粘结剂成分，用造粒机等使其固结为任意的尺寸、形状。 
需要说明的是，本发明中的膜物质不一定需要完全包覆全部的脂肪酸非水溶化物的颗粒，只要使其为固体状或粉末状，脂肪酸非水溶化物的颗粒部分露出也没有关系。 
附图说明
图1表示纳米机装置的概略构成的说明图 
图2表示实施例中使用的发生器的构成的说明图 
图3是实施例中制作的样品的外观照片 
图4是用于燃烧性评价的装置的说明图。 
图5是燃烧性评价中附着有煤尘的滤纸的照片 
具体实施方式
图1的(A)是表示以下陈述的实施例中使用的纳米机装置1的构成的说明图。 
纳米机装置1包括：金属制的壳体2；保持部4，其用于利用螺纹紧固等带来的来自左右的按压力保持纳米机装置1的主体即发生器3；耦合器5、6，其用于与外部配管连接；流入路7及流出路8，其用于连接保持部4与耦合器5、6。 
在上述纳米机装置1的入口侧耦合器5处，利用配管10连接用于贮存处理对象的液体(悬浮液)的容器9，将被高压泵11加压的液体送入纳米机装置1，在出口侧耦合器6处连接配管12，将处理后的液体贮存于容器13。另外，容器9可以根据需要而具有用于保持悬浮液的悬浮状态的搅拌器(mixer)14。 
图1的(B)是表示能够在纳米机装置1中使用的简单构造的发生器3a的说明图。 
在该发生器3a中，在其中央附近形成有流路截面面积为S、流路长度为L的直线状的细管30。另外，细管30的截面形状是圆形、椭圆形、多边形等任意形状。 
在这种具有直线状的细管30的纳米机装置1中，由于在液体和管壁之间产生的气蚀、距管壁的距离引起的流速差所产生的剪切力等使通过细管30的液体中的粒子微细化和/或高分散化。 
关于细管30，设长宽比为R＝L/S，优选的是S≤1mm2、R≥10mm-1，更优选的是S≤0.5mm2、R≥50mm-1，特别优选的是S≤0.1mm2、R≥100mm-1。优选的是细管30的长度L为2mm以上，特别优选的是3mm以上。 
另外，虽然细管30的截面面积S不需要在整个长度上恒定，但在这种情况下，设平均截面面积(截面面积在细管30的长度方向上的积分值除以L而得的值)为AS，设长宽比为R＝L/AS，优选的是AS≤1mm2、R≥10mm-1，更优选的是AS≤0.5mm2、R≥50mm-1，特别优选的是AS≤0.1mm2，R≥100mm-1。也可以在发生器3a中形成多个细管30。 
图2是表示在以下的实施例中使用的发生器3b的结构的说明图。 
如图2的(A)所示，该发生器3b包括第1流路器件31，两张第2流路器件32、33及第3流路器件34。 
第1～第3流路器件31～34由平面形状为大致正方形的烧结金刚石制基板S1～S4和一体地套装于其外周的金属制环构件R1～R4构成。 
第1流路器件31的基板S1在相互离开规定距离D1的位置具有规定半径为r1的两个贯穿孔31a、31b，第2流路器件32、33的基板S2、S3具有宽度尺寸w与r1为相同程度、且长度D2与D1为相同程度的长孔32a、33a，第3流路器件34的基板S4在离开与D1相同程度的距离的位置具有贯穿孔34a、34b，该贯穿孔34a、34b具有r1的3倍左右的半径r2，在第1～第3流路器件31～33的金属制环构件R1～R4中沿周向等间隔地形成有四个销插入孔P。 
图2的(B)剖开表示安装于纳米机装置1的保持部4的状态下的第1～第3流路器件31～34，关于第1～第3流路器件31～34，以使贯穿孔31a、31b分别与长孔32a的两端连通、长孔32a和长孔33a在相互的交叉位置连通、长孔33a的两端分别与贯穿孔34a、34b连通的方式，利用插入到销插入孔36中的销层叠成相互定位的状态。 
在上述发生器3b中形成四个细管30，即形成(1)自贯穿孔31a进入并经由长孔32a及长孔33a自贯穿孔34a脱出的路径的细管30、(2)自贯穿孔31进入并经由长孔32a及长孔33a自贯穿孔34b脱出的路径的细管30、(3)自贯穿孔31b进入并经由长孔32a及长孔33a自贯穿孔34a脱出的路径的细管30、以及(4)自贯穿孔31b进入并经由长孔32a及长孔33a自贯穿孔34b脱出的路径的 细管30。 
在上述发生器3b中，当利用贯穿孔31a、31b、34a、34b及长孔32a、33a使液体直进时，由于与发生器3a相同的气蚀、剪断力使液体中的粒子微细化和/或高分散化。而且，贯穿孔31a，31b的液体冲撞流路器件33的表面时、液体在长孔32a，33a所交叉的位置彼此冲撞时的冲击力等也使液体中的粒子微细化和/或高分散化。 
关于发生器3b中的细管30的流路截面面积S及流路长度L，可根据第1～第3流路器件31～34的板厚、贯穿孔31a、31b、34a、34b的直径r1、r2、长孔32a、33a的宽度W及长度D1、D2来设定。在下述的实施例中，在上述四个细管30的任何细管中也都使用了流路截面面积S为0.0113～0.0133mm2(内径为0.12～0.13mmΦ)、流路长度L为3.8mm的发生器3。 
<实施例> 
从BDF制造商的SEBEC Co.，Ltd.获得由废弃食用油在氢氧化钾催化剂下的酯交换反应来制造BDF时副产的粗制甘油，使用该粗制甘油根据本发明进行燃料的生成实验。从SEBEC Co.，Ltd.获得的粗制甘油作为样品A。 
(1)脂肪酸镁的生成 
边用搅拌器搅拌在100g精制水中溶解有20g粗制甘油的粗制甘油水溶液，边向其中一点点地加入100g氯化镁六水合物20％溶液，从而使脂肪酸镁析出，得到包含脂肪酸镁的析出物、甘油、钾离子、水等的茶褐色的悬浮液。 
将过滤该悬浮液时的茶褐色的浆料状的过滤残渣(脂肪酸镁浆料)在105℃的恒温槽内干燥2小时，将得到的6.9g固体物作为样品B。 
样品B为较浓的茶褐色且有粘性，认为相当多量的甘油残 留下来。样品B的外观照片示于图3的(A)。 
需要说明的是，包括上述过滤在内，本实施例中的过滤全部使用滤纸(Whatman No.2150mmΦ)进行。 
(2)水溶性成分的除去 
通过对用上述(1)的方法生成的脂肪酸镁浆料以下述(a)～(d)的条件进行水洗、过滤，从而进行甘油、钾离子等水溶性成分的除去。 
(a)样品C 1(搅拌器水洗+过滤1次) 
在23g脂肪酸镁浆料中加入100g的精制水，用搅拌器搅拌10分钟后过滤，将17.5g该过滤残渣在105℃的恒温槽内干燥2小时，将得到的6.1g固体物(脂肪酸镁)作为样品C 1。 
样品C1与样品B相比湿度格外变少，茶褐色的颜色也变淡。样品C1的外观照片示于图3的(B)。 
(b)样品C2(搅拌器水洗+过滤3次) 
重复进行3次与上述(a)同样的方法的水洗和过滤。即，通过在23.3g的脂肪酸镁浆料中加入100g的精制水，用搅拌器搅拌10分钟后过滤而得到18.1g的过滤残渣，在该残渣中再次加入100g的精制水用搅拌器搅拌10分钟后过滤，从而得到16.2g的过滤残渣，在其中再次加入100g的精制水用搅拌器搅拌10分钟后过滤从而得到14.8g的过滤残渣。然后，将该残渣在105℃的恒温槽内干燥2小时，将得到的5.4g的固体固体物(脂肪酸镁)作为样品C2。 
样品C2的湿度、色调都为与样品C1相同的程度。样品C2的外观照片示于图3的(C)。 
(c)样品C 3(纳米机水洗+过滤1次) 
在18.2g脂肪酸镁浆料中加入100g的精制水，在高压泵11的压力100Mpa下使其通过纳米机装置1，从而使悬浮液中的脂肪 酸镁微细化或高分散化，进一步在其中加入100g的精制水用搅拌器搅拌10分钟后过滤，从而得到19.7g的过滤残渣。接着，将残渣在105℃的恒温槽内干燥2小时，将得到的5.3g的固体物(脂肪酸镁)作为样品C3。 
样品C3的湿感比样品C1、C2变少，色调也比样品C1、C2变淡。样品C3的外观照片示于图3的(D)。 
(d)样品C4(纳米机水洗+搅拌器+过滤6次) 
重复进行六次与上述(c)同样的方法的水洗和过滤。即，重复进行6次下述操作：在22.6g脂肪酸镁浆料中加入100g的精制水，在压力100Mpa下通过纳米机装置1后加入100g的精制水用搅拌器搅拌10分钟后进行过滤。6次过滤得到的过滤残渣分别为27.5g、22.5g、24.3g、17.5g、20.8g、18.1g。接着，将第6次的过滤残渣18.1g在105℃的恒温槽内干燥2小时，将得到的5.0g固体物(脂肪酸镁)作为样品C4。 
样品C4具有与样品C 3相同程度的湿感，颜色比样品C 3变得更淡。样品C4的外观照片示于图3的(E)。 
(3)微囊化(膜物质的包覆) 
将用与样品C1同样的方法进行1次搅拌器水洗+过滤后的20g脂肪酸镁(但未进行105℃2小时的干燥)添加到在甲醇(和光纯药·试药特级)100g中溶解有3g乙基纤维素10(和光纯药)的乙基纤维素溶液中，边用搅拌器搅拌，边以6mL/min滴加200mL精制水，从而使乙基纤维素覆膜在脂肪酸镁颗粒上析出，将其过滤后的过滤残渣在105℃的恒温槽内干燥6小时，将得到的7.4g粉末作为样品D。 
样品D为几乎感觉不到湿度、干的、浅茶褐色的粉末。样品D的外观照片示于图3的(F)。 
(4)粒料化 
使用上田铁工株式会社制的造粒机(PM-350)尝试了下述配方1～3的粒料化。造粒机的模头温度全部设为54℃(下述的％表示重量)。 
配方1：样品D 20％+棕榈核粗粉80％ 
配方2：样品D 50％+棕榈核粗粉50％ 
配方3：棕榈核粗粉100％ 
其结果是，关于配方1～3的任一配方，都可以成型为具有适宜作为固体燃料使用的充分硬度的粒料。 
将配方1～3成型的粒料分别作为样品E1～E3。 
(5)甘油含量的评价 
<测定方法> 
用预先称量的2张滤纸(Whatman No.2 150mmΦ)夹住约3g的样品(C1～C4和D)，将其在覆盖有保鲜膜的状态下放上4.4kg的重物放置17小时后，小心地除去滤纸上的样品然后称量，从而算出渗出到滤纸的甘油量。 
<测定结果> 
结果示于表1。需要说明的是，表1中W1(g)是用于测定的各样品的称量值，W2(g)、W3(g)为试验前后的滤纸(2张)的称量值，渗出的甘油量W4(g)和各样品的甘油比率R(％)以W4＝W3-W2、R＝W4/W1×100计算。 
[表1] 
    样品B   样品C1   样品C2   样品C3   样品C4   样品D
  W1(g)   3.0044   3.0114   2.9837   3.0774   3.0050   3.0777
  W2(g)   2.3830   2.4301   2.4117   2.4236   2.4257   2.4186
  W3(g)   2.5673   2.4467   2.4300   2.4358   2.4377   2.4217
  W4(g)   0.1843   0.0166   0.0183   0.0122   0.0120   0.0031
  R％   6.134   0.551   0.613   0.396   0.399   0.101
(6)燃烧热量的测定 
<测定方法> 
委托Shimadzu Techno-Research Inc.测定了样品A、C2、D、E1～E3的燃烧热量。测定使用岛津制作所制燃研式自动汽缸热量计CA-4AJ，按照JIS-M8814进行。 
<测定结果> 
根据上述测定的各样品的燃烧性和平均单位重量的燃烧热量为以下所示。 
样品A：5380kcal/kg 
样品C2：6984kcal/kg 
样品D：6600kcal/kg 
样品E1：5447kcal/kg 
样品E2：6020kcal/kg 
样品E3：4920kcal/kg 
(7)燃烧性的评价 
<评价方法> 
如图4所示，将放有约5g样品41的灰分测定用烟灰缸42安装在三脚架台43上，用上面及下面开放的透明玻璃容器44覆盖，在它的上面开口44a上放有滤纸45，在这样的状态下对燃烧炉47点火，边从上部抽吸边使灰分测定用烟灰缸42上的样品燃烧，从而使煤尘吸附在滤纸45上(图中的46是用于固定滤纸45的圆环状的锤)。 
通过目视观察样品的燃烧状态和煤尘的产生状态，同时拍摄由于上述试验而附着有煤尘的滤纸45的照片。 
<评价结果> 
对样品A、B、C4进行试验。 
各样品试验后的滤纸45的照片示于图5。 
各样品的燃烧状态和煤尘的产生状态的结果如下所示。 
样品A：确认从燃烧炉47的点火开始，在比较短的时间样 品A点火，与样品B、C4比较，火焰的大小、气势明显小。其中，由于燃烧中白烟升起笼罩而从中途开始看不见玻璃容器44的里面，变得无法确认燃烧的情况。如图5的(A)所示，滤纸45上几乎没有煤尘附着，认为这是由于样品A没有充分燃烧所致。 
样品B：从燃烧炉46的点火开始数秒后样品点火，之后，以有气势的火焰稳定地继续燃烧到最后。燃烧中有一定程度的浓的煤尘产生，如图5的(B)所示，滤纸45也相当程度变黑。 
样品C4：从燃烧炉46点火开始数秒后样品点火，以后，以有气势的火焰稳定地继续燃烧到最后。燃烧中虽然有煤尘产生，但其程度与样品B相比格外轻微，如图5的(C)所示，滤纸上附着的煤尘量也明显比样品B少。 
(8)考察 
从上述实验结果可以得出以下事项。 
[a]固体的脂肪酸镁的生成 
通过在高粘度的液状的粗制甘油(样品A)中添加氯化镁水溶液，水洗、过滤，可以得到固体的脂肪酸镁(样品C 1～C4)。 
[b]甘油含量 
由表1中样品B与样品C1～C4的甘油含量的比较可以判断，通过水洗、过滤脂肪酸镁能有效除去甘油。 
从样品C1、C2与样品C3、C4的比较可以得出，作为水洗的方法，利用纳米机装置1除去甘油的效果比搅拌更高。 
其中，从样品C1和C2、样品C3和C4的比较可知，在水洗的方法相同的情况下，即使增加水洗+过滤的次数甘油含量也不怎么变小。 
需要说明的是，上述实施例的甘油含量的评价不是直接测定各样品中的甘油量，但是算出的甘油比率R与各样品的性状、外观的观察结果吻合，可以认为至少忠实表现了各样品中的甘 油量的大小关系。 
[c]钾含量 
由于实验日程的关系未测定各样品的钾离子含量。 
但是，可以认为由于钾离子的水溶性非常高，因此通过水洗使得样品C1～C4、D的钾离子含量大幅降低。 
[d]微囊化 
样品C1的脂肪酸镁含有能感到一定程度湿感的程度的甘油，通过将其用乙基纤维素包覆，可以得到松散的粉末(样品D)。 
需要说明的是，可以认为样品C2～C4的甘油含量与样品C1为相同程度或比其少，因此可以认为在使用样品C2～C4的情况下能够得到更加松散的(甘油未渗出)粉末。 
[e]粒料化 
成功地将在棕榈核粗粉中混合有20％或50％样品D的配合物粒料化(样品E1、E2)。 
需要说明的是，尝试了进一步增加样品D的配合量后使其粒料化，但是没有成功。其原因是由于油分(甘油)的渗出，粒料温度不上升，因此可以认为能够通过水洗、过滤或微囊化的条件的改善等使微囊化的脂肪酸镁的配合量更大。 
[f]作为燃料的性能 
●脂肪酸镁 
确认样品C2(脂肪酸镁)具有高燃烧热量(6984kcal/kg)，相对于样品A(粗制甘油)增加了约1600kcal/kg。可以认为这是由于除去了燃烧热量小的甘油所致。 
未测定样品C1、C3、C4的燃烧热量，但如表1所示，可以认为这些样品有与样品C2同等的甘油含量，有与样品C2相同程度的高燃烧热量。 
燃烧性的评价中，通过目视观察，确认了相对于样品A(组成甘油)，样品B、C4(脂肪酸镁)的燃烧性大幅提高。可以认为这是由于样品B、C4的甘油含量比样品A大幅变小所致。 
一方面，如上所述，由于样品A与样品B、C4的燃烧性截然不同，无法适当地比较两者间的煤尘产生量。但是，样品B与样品C4比较，样品C4的煤尘量明显降低，确认了通过水洗可以降低煤尘量。 
样品C1～C4残留有一定程度的湿感，有通过加压甘油渗出的性状，因此用途被限定，但是具有如上所述的高燃烧热量和良好的燃烧性，可以作为固体操作，因此可以认为作为固体燃料使用是可能的。 
●微囊化脂肪酸镁 
使由粗制甘油得到的脂肪酸镁微囊化后的样品(样品D)为松散的粉末状，具有高燃烧热量(6600kcal/kg)，通过如上所述的脂肪酸镁的水洗，煤尘量也可以大幅降低。可以认为由于为粉末，因此在搬运等的操作性方面存在问题，但是根据用途可以作为优异的固体燃料使用。 
●粒料化后的脂肪酸镁 
通过将由粗制甘油得到的脂肪酸镁微囊化后的物质与棕榈核粗粉混合，可以成型为具有适宜作为固体燃料使用的充分硬度的粒料(样品E1、E2)。由于这些中含有脂肪酸镁，具有比棕榈核粗粉100％的样品E3(4920kcal/kg)更高的燃烧热量(5447kcal/kg、6020kcal/kg)，通过如上所述的脂肪酸镁的水洗，可以大幅降低煤尘量，因此认为能够在各种用途中作为优异的固体燃料使用。 
如上说明，确证能够从由粗制甘油得到的脂肪酸非水溶化物得到性能优异的的固体燃料。 
上述实施例中，对脂肪酸非水溶化物为脂肪酸镁的情况进行了说明，但只要将粗制甘油中的脂肪酸非水溶化，则可以分离甘油、钠离子、钾离子等，能够实现与上述实施例同样的效果。特别是脂肪酸与钙、铝等2价或3价金属离子的盐具有水溶性低、为弱碱性等与脂肪酸镁共通的性质，因此脂肪酸非水溶化物为脂肪酸钙、脂肪酸铝等时，也可以实现与上述实施例同样的效果。 

Claims (8)

1.一种燃料，其特征在于，其含有脂肪酸非水溶化物，所述脂肪酸非水溶化物是通过使在由动植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的粗制甘油或脂肪酸混合物中含有的脂肪酸非水溶化而得到的。
2.根据权利要求1所述的燃料，其特征在于，所述脂肪酸非水溶化物是所述粗制甘油或所述脂肪酸混合物中含有的脂肪酸与阳离子结合生成的非水溶性的脂肪酸盐。
3.根据权利要求2所述的燃料，其特征在于，所述阳离子为2价或3价的金属离子。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料，其特征在于，其含有高纯度化的所述脂肪酸非水溶化物，所述高纯度化的所述脂肪酸非水溶化物是通过使用高压分散装置将分散有所述脂肪酸非水溶化物的悬浮液中的所述脂肪酸非水溶化物微细化和/或高分散化后、从所述悬浮液中分离水和水溶性成分的全部或一部分而得到的。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料，其特征在于，所述脂肪酸非水溶化物的颗粒被膜物质包覆。
6.根据权利要求5所述的燃料，其特征在于，所述膜物质由纤维素的醚衍生物或纤维素的有机酸酯衍生物形成。
7.一种燃料，其特征在于，其是通过将权利要求1～6中任一项的燃料单独加压或与其它材料混合并加压，使其固结成规定的尺寸、形状而得到的。
8.一种燃料的制造方法，其特征在于，其具有如下步骤：
第一步骤，通过使在由动植物来源的油脂类生成生物燃料的过程中副产的粗制甘油或脂肪酸混合物中含有的脂肪酸非水溶化而生成脂肪酸非水溶化物；
第二步骤，生成使所述脂肪酸非水溶化物分散而成的悬浮液；
第三步骤，使用高压分散装置将所述悬浮液中的所述脂肪酸非水溶化物微细化和/或高分散化；
第四步骤，从经过所述第三步骤后的所述悬浮液中的所述脂肪酸非水溶化物中分离水和水溶性成分的全部或一部分。
CN2009801594964A 2009-03-25 2009-03-25 燃料及燃料的制造方法 Pending CN102449126A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/055912 WO2010109600A1 (ja) 2009-03-25 2009-03-25 燃料及び燃料の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102449126A true CN102449126A (zh) 2012-05-09

Family

ID=42780309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801594964A Pending CN102449126A (zh) 2009-03-25 2009-03-25 燃料及燃料的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120090222A1 (zh)
JP (1) JPWO2010109600A1 (zh)
CN (1) CN102449126A (zh)
WO (1) WO2010109600A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107794283A (zh) * 2016-08-29 2018-03-13 中国农业大学 机动车新能源材料及其应用
CN109536235A (zh) * 2018-10-19 2019-03-29 鄞瑞扬 固态生物燃油及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62192500A (ja) * 1986-02-18 1987-08-24 株式会社資生堂 粗グリセリンの回収方法
JP3013980B2 (ja) * 1995-03-20 2000-02-28 財団法人石油産業活性化センター 燃料添加剤および燃料
JP4958396B2 (ja) * 2005-01-17 2012-06-20 株式会社グリーンテックソリューション 脂肪酸金属化合物を含むディーゼル燃料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107794283A (zh) * 2016-08-29 2018-03-13 中国农业大学 机动车新能源材料及其应用
CN109536235A (zh) * 2018-10-19 2019-03-29 鄞瑞扬 固态生物燃油及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2010109600A1 (ja) 2012-09-20
US20120090222A1 (en) 2012-04-19
WO2010109600A1 (ja) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Canakci et al. A pilot plant to produce biodiesel from high free fatty acid feedstocks
Banani et al. Waste frying oil with high levels of free fatty acids as one of the prominent sources of biodiesel production
CN101641420A (zh) 包括制造脂肪酸烷基酯和/或生物柴油的副产物的涂布油
Boffito et al. Free fatty acids esterification of waste cooking oil and its mixtures with rapeseed oil and diesel
Smaisim et al. Synthesis of biodiesel from fish processing waste by nano magnetic catalyst and its thermodynamic analysis
Costa et al. Effect of Crambe abyssinica oil degumming in phosphorus concentration of refined oil and derived biodiesel
Okechukwu et al. Improving heterogeneous catalysis for biodiesel production process
Rao et al. Biodiesel production from seed oil using crystalline manganese carbonate
CN102449126A (zh) 燃料及燃料的制造方法
MercyAkaagerger et al. Production of biodiesel from desert date seed oil
Tuntiwiwattanapun et al. Development and scale-up of aqueous surfactant-assisted extraction of canola oil for use as biodiesel feedstock
Xie et al. CaO-MgFe2O4@ K2CO3 as a novel and retrievable nanocatalyst for two-step transesterification of used frying oils to biodiesel
CN101802133A (zh) 用于控制焦煤的堆密度的方法和组合物
Jauro et al. Production and biodegradability of biodiesel from Balanites aegyptiaca seed oil
JP2010265334A (ja) 燃料油および廃油中への水添加溶解用分散安定薬剤
Nduwayezu et al. Biodiesel production from unrefined palm oil on pilot plant scale
Mata et al. Biodiesel production processes
Pandiangan et al. The use of MgO/SiO2 as catalyst for transesterification of rubber seed oil with different alcohols
Lo et al. Lipid extraction from fresh Nannochloropsis oceanica using semi-hydrophobic eutectic solvents
CN102634391A (zh) 一种生物柴油降凝剂组合物及其制备方法和应用
CN102198486A (zh) 水性脱模剂及其生产方法
US10125331B2 (en) Renewable oil refining processes
JP5744696B2 (ja) 液体燃料の製造方法、その製造方法により製造された液体燃料およびその液体燃料を含んでなるａ重油代替燃料組成物
Ares Gondra Study of factors influcencing the quality and yield of biodiesel produced by transesterification of vegetable oils
Harsono et al. Biodiesel production from waste fish for zero waste concept in remote area of Eastern of Java, Indonesia

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120509