JP2005220227A - バイオディーゼル燃料およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、少なくとも2種の異なった油種から得られる脂肪酸アルキルエステルを少なくとも2種含む、バイオディーゼル燃料規格に適合するバイオディーゼル燃料を提供する。
【選択図】 なし
Description
TPP=0.52xMn−0.68xTIV−106+(40xl)−(2.5xm)−(7.Oxn)−(5.5xz) …(2)
(式(1)において、TIV:混合油ヨウ素価、aIV1、bIV2、cIV3…:混合百分率(a, b, c…)×油種1、2、3…のヨウ素価、式(2)において、TPP:混合して得られるバイオディーゼル燃料の流動点、Mn:脂肪酸アルキルエステルにおける脂肪酸部の平均分子量(RCOOH)(一定の関数をもって、ケン化価で置き換えることも可能)、1:脂肪酸部位における二重結合トランス体含有率、m:エチルエステル含有率、n:ノルマルおよびイソプロピルエステル含有率、z:ノルマルおよびイソブチルエステル含有率、をそれぞれ表す);〔9〕下記式(3)で求められる95%留出温度(BP)が、バイオディーゼル燃料規格に適合するように調整することを含む、上記〔1〕から〔7〕のいずれか1項に記載のバイオディーゼル燃料の製造方法。
(式(3)において、BP:95%留出温度、MT:脂肪酸アルキルエステルの平均分子量(RCOOR)、USV:リノレン酸以上の高度不飽和脂肪酸アルキルエステルの含有率、を表す。)〔10〕上記〔8〕または〔9〕に記載のバイオディーゼル燃料の製造方法を、個別にあるいは総合的に評価可能なソフトウエア、をそれぞれ提供する。
TPP=0.52xMn−0.68xTIV−106+(40xl)−(2.5xm)−(7.Oxn)−(5.5xz) …(2)
(式(1)において、
TIV:混合油ヨウ素価、
aIV1、bIV2、cIV3…:混合百分率(a, b, c…)×油種1、2、3…のヨウ素価、
式(2)において、
TPP:混合して得られるバイオディーゼル燃料の流動点、
Mn:脂肪酸アルキルエステルにおける脂肪酸部の平均分子量(RCOOH)(一定の関数をもって、ケン化価で置き換えることも可能)、
1:脂肪酸部位における二重結合トランス体含有率、
m:エチルエステル含有率、
n:ノルマルおよびイソプロピルエステル含有率、
z:ノルマルおよびイソブチルエステル含有率、をそれぞれ表す。)
また、本発明に係るバイオディーゼル燃料の製造方法は、下記式(3)により求められる95%留出温度(BP)が、バイオディーゼル燃料規格に適合するように調整することを含んでもよい。
(式(3)において、
BP:95%留出温度、
MT:脂肪酸アルキルエステルの平均分子量(RCOOR)、
USV:リノレン酸以上の高度不飽和脂肪酸アルキルエステルの含有率、をそれぞれ表す。)
また、本発明は、上述したバイオディーゼル燃料およびその製造方法を、個別にあるいは総合的に評価可能なソフトウエア、このソフトウエアを用いてバイオディーゼル燃料規格に適合するバイオディーゼル燃料を製造する方法、および、この方法を用いてバイオディーゼル燃料を製造する装置を提供する。かかる装置では、異なった貯蔵タンクに蓄えられた、異なった各油種の、脂肪酸組成分析を実施する。この分析では、キャピラリーガスクロマトグラフ法、液体クロマトグラフ法、ケン化価測定およびヨウ素価測定が行われる。また簡便化および自動化のため、これらの測定が自動でかつリアルタイムで行われる装置を具備しても良い。これらのデータから各油種のIV、MN、MT、USVを算出する。ついで、その地域へ、あるいは国へ納品するか、また季節は夏か冬かなどを考慮し、上記データをもとに、最終製品の品質値を予測して各油種の混合比を決定する。これらのシミュレーションを行うプログラムを備えた混合機で各油種を混合し、反応用原料油とする。反応用原料が準備されれば、その後は、アルカリ触媒法、超臨界法、固定化触媒法、および酵素法など、これまで報告されている方法で、前述している製造上の不備によって生じる不純物が、規格適合値内になるように製造する。
原料油脂:100g
アルコール(純度99.5%以上):メタノール 13g
:エタノール 19g
:2−プロパノール 24g
:1−ブタノール 30g
水酸化カリウム(純度85%):1.5g
反応温度:65℃
反応時間:10分
攪拌速度:300rpm
反応終了後、反応液を静置、副生したグリセリン(重液層)を分液ロートを用い除去した。得られた脂肪酸アルキルエステル(軽液層)中の揮発成分を減圧留去し、その後活性白土を通して石けんなどの不純物を除去した。これをバイオディーゼル燃料サンプルとした。得られたバイオディーゼル燃料はいずれも純度99%以上であった。バイオディーゼル燃料の純度の測定は、キャピラリーガスクロマトグラフ(GC-14A,TC-1,025mmID,15m)を用いて、注入口温度:280℃、検出温度:250℃、カラム温度40℃5分〜320℃15分、昇温速度=10℃/分、サンプル注入量:5マイクロリットルで分析を行い、保持時間が16分から30分までのピーク面積から求めた。これらのピークについてはあらかじめ、GC-MSによって構造を確認した。このようにして合成した種々の油脂類からの脂肪酸アルキルエステルを室温で攪拌混合し、得られた混合物の密度(15℃)、動粘度(40℃)、95%留出温度、引火点、目詰まり点(流動点)、硫黄分、残留炭素(10%残油の残留炭素)、セタン価、ヨウ素価、高不飽和脂肪酸(C18:3以上)量、リン量をJIS規格に定められた方法および通常の方法で測定した。
比較例1−1 パーム油 100%
比較例1−2 パーム核油 100%
比較例1−3 ココナッツ油 100%
比較例1−4 ひまわり油(原種) 100%
比較例1−5 ひまわり油(ハイオレイック) 100%
比較例1−6 大豆油(原種) 100%
比較例1−7 大豆油(選択水添油:トランス体47%) 100%
比較例1−8 菜種油(原種) 100%
比較例1−9 菜種油(キャノーラ) 100%
比較例1−10 サフラワー(原種) 100%
比較例1−11 サフラワー(ハイオレイック) 100%
比較例1−12 綿実油 100%
比較例1−13 落花生油 100%
比較例1−14 豚脂 100%
比較例1−15 廃食油(トランス体30%) 100%
比較例1−16 廃食油(エチルエステル:t30%) 100%
比較例1−17 廃食油(2−プロピルエステル:t30%) 100%
比較例1−18 廃食油(1−ブチルエステル:t30%) 100%
実施例1−1 パーム油:ココナッツ油 50:50
実施例1−2 パーム油:ひまわり油(原種) 50:50
実施例1−3 パーム油:ひまわり油(ハイオレイック) 50:50
実施例1−4 パーム油:大豆油(原種) 50:50
実施例1−5 パーム油:菜種油(原種) 50:50
実施例1−6 パーム油:菜種油(キャノーラ) 50:50
実施例1−7 パーム油:サフラワー油(原種) 50:50
実施例1−8 パーム油:サフラワー油(ハイオレイック) 50:50
実施例1−9 パーム油:綿実油 50:50
実施例1−10 パーム油:落花生油 50:50
実施例1−11 ココナッツ油:パーム核油 50:50
実施例1−12 ココナッツ油:ひまわり油(ハイオレイック) 50:50
実施例1−13 ココナッツ油:大豆油(原種) 50:50
実施例1−14 ココナッツ油:菜種油(キャノーラ) 50:50
実施例1−15 ココナッツ油:サフラワー油(ハイオレイック) 50:50
実施例1−16 ココナッツ油:綿実油 50:50
実施例1−17 ココナッツ油:落花生油 50:50
実施例1−18 ココナッツ油:廃食油 50:50
実施例1−19 ひまわり油(原種):ひまわり油(ハイオレイック) 50:50
実施例1−20 ひまわり油(原種):豚脂 50:50
実施例1−21 大豆油(原種):大豆油(選択水添) 50:50
実施例1−22 大豆油(原種):豚脂 50:50
実施例1−23 菜種油(キャノーラ):豚脂 50:50
Claims (10)
- 少なくとも2種の異なった油種から得られる脂肪酸アルキルエステルを少なくとも2種含む、バイオディーゼル燃料規格に適合するバイオディーゼル燃料。
- 前記少なくとも2種の異なった油種が、混合油種から得られる廃食油を含む、請求項1に記載のバイオディーゼル燃料。
- 前記油種が、遊離脂肪酸、モノグリセリドおよびジグリセリドの少なくとも1種を含む、請求項1または2に記載のバイオディーゼル燃料。
- 前記脂肪酸アルキルエステルとして、脂肪酸メチルエステル、脂肪酸エチルエステル、脂肪酸ノルマルプロピルエステル、脂肪酸イソプロピルエステル、脂肪酸ノルマルブチルエステルおよび脂肪酸イソブチルエステルからなる群から選択される2種以上の脂肪酸アルキルエステルを含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のバイオディーゼル燃料。
- 前記脂肪酸アルキルエステルとして、少なくとも脂肪酸メチルエステルを含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のバイオディーゼル燃料。
- 一種以上の添加剤をさらに含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のバイオディーゼル燃料。
- ヨウ素価が50以下であり、脂肪酸アルキルエステルの平均分子量が275以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のバイオディーゼル燃料。
- 下記式(1)および(2)により求められるヨウ素価(TIV)および流動点(TPP)が、バイオディーゼル燃料規格に適合するように調整することを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載のバイオディーゼル燃料の製造方法。
TIV=aIV1+bIV2+cIV3+… ……………………………………………(1)
TPP=0.52xMn−0.68xTIV−106+(40xl)−(2.5xm)−(7.Oxn)−(5.5xz) …(2)
(式(1)において、
TIV:混合油ヨウ素価、
aIV1、bIV2、cIV3…:混合百分率(a, b, c…)×油種1、2、3…のヨウ素価、
式(2)において、
TPP:混合して得られるバイオディーゼル燃料の流動点、
Mn:脂肪酸アルキルエステルにおける脂肪酸部の平均分子量(RCOOH)(一定の関数をもって、ケン化価で置き換えることも可能)、
1:脂肪酸部位における二重結合トランス体含有率、
m:エチルエステル含有率、
n:ノルマルおよびイソプロピルエステル含有率、
z:ノルマルおよびイソブチルエステル含有率、をそれぞれ表す。) - 下記式(3)で求められる95%留出温度(BP)が、バイオディーゼル燃料規格に適合するように調整することを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載のバイオディーゼル燃料の製造方法。
BP=(0.357xMT+243.6)x(1+USV) ………………………………………………(3)
(式(3)において、
BP:95%留出温度、
MT:脂肪酸アルキルエステルの平均分子量(RCOOR)、
USV:リノレン酸以上の高度不飽和脂肪酸アルキルエステルの含有率、をそれぞれ表す。) - 請求項8または9に記載のバイオディーゼル燃料の製造方法を、個別にあるいは総合的に評価可能なソフトウエア。
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