JP2009013425A - 脂肪酸石鹸含有量の調整法 - Google Patents
脂肪酸石鹸含有量の調整法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009013425A JP2009013425A JP2008239658A JP2008239658A JP2009013425A JP 2009013425 A JP2009013425 A JP 2009013425A JP 2008239658 A JP2008239658 A JP 2008239658A JP 2008239658 A JP2008239658 A JP 2008239658A JP 2009013425 A JP2009013425 A JP 2009013425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fatty acid
- oil
- reaction
- alkali metal
- oils
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y02E50/13—
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
【解決手段】リン酸のアルカリ金属塩の存在下で、油脂と炭素数1以上4以下の直鎖または分岐のアルコールとのエステル交換反応を行う前記油脂と前記アルコールとの反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
【選択図】なし
Description
さらに、脂肪酸アルキルエステル燃料は石油などから精製する燃料と違い、植物を原料とした油脂が硫黄分をほとんど含んでいないことから、燃焼時に硫黄酸化物をほとんど排出しない特徴を有しており、自動車燃料として使用した場合、人体への影響が軽油を使用した場合より低減される。
さらに、触媒を用いないでエステル交換を進行させる方法も開発されている(例えば特許文献12〜14参照)。しかしながら、これらの文献に記載された条件では、油脂の分解が部分的であり、反応条件が高温、高圧と苛烈であり、殆ど実用的ではない。
(1)リン酸のアルカリ金属塩の存在下で、油脂と炭素数1以上4以下の直鎖または分岐のアルコールとのエステル交換反応を行うことを特徴とする、前記油脂と前記アルコールとの反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量の調整法、
(2)前記エステル交換反応の反応温度が20℃〜100℃である、(1)項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法、
(3)前記アルコールがメタノールである、(1)又は(2)項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法、
(4)前記メタノールの含水量が1%以下である、(3)項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法、
(5)前記油脂100質量部に対して、前記アルコールを10.8質量部〜54.0質量部仕込む、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法、
(6)前記油脂100質量部に対して、前記アルコールを10.8質量部〜21.6質量部仕込む、(1)〜(5)のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法、
(7)前記のリン酸のアルカリ金属塩が、無水リン酸カリウム(K3PO4)である、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法、
(8)前記のリン酸のアルカリ金属塩の使用量が、前記油脂100質量部に対して0.5〜5質量部である、(1)〜(7)のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法、および
(9)前記のリン酸のアルカリ金属塩の使用量が、前記油脂100質量部に対して1〜3質量部である、(1)〜(8)のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法
を提供するものである。
本発明は、植物もしくは動物性脂肪を原料とする油脂(廃油を含む)と低級アルコールとをエステル交換して脂肪酸アルキルエステルを製造する方法において、脂肪酸のアルカリ金属塩すなわちセッケンの生成を制御し、反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量を調整する方法である。
例えば下式のように求核攻撃がメトキシアニオンによって起こると、生成物は脂肪酸のエステルであり、これは本反応系において望ましいエステル交換反応である。下式中、R1は油脂を構成する長鎖脂肪酸のアルキル基を、R2はグリセリンを構成する基を、Mはアルカリ金属をそれぞれ表す。
得られた脂肪酸アルキルエステルの利用性の観点から、燃料油添加剤として用いるのにはメタノール、エタノール、2−メチル−1−プロパノールを使用するのが好ましく、さらに好ましくはメタノール、2−メチル−1−プロパノールであり、最も好ましくはメタノールである。また、これらのアルコールの含水量は低いものが好ましく、含水量1%以下のものが好ましい。
Wt:アルコールの当量仕込み量(質量部)
Mo:油脂類の平均分子量
Ma:アルコールの平均分子量
エステル交換反応は本質的には平衡反応であり、望む生成物を得るためには一般的にアルコールの使用量を原料に対して大過剰量用いることで反応生成物の生成量を高くする必要があるが、必要以上にアルコールを使用することは原料の無駄であり、生成物からアルコールを除去するためのコストがかかり経済的な観点から好ましくない。これに対し、本発明の方法では、反応の進行に伴って生成したグリセリンが生成した脂肪酸アルキルエステルと相分離を起こすために、アルコールの使用量が上記のような小過剰量で反応させることが可能である。
例えば、油脂類の平均分子量が887、アルコールがメタノール(平均分子量32)の場合のアルコールの当量仕込み量を(A)式に従って計算すると、油脂類100質量部に対して、メタノールを好ましくは10.8質量部〜324質量部、より好ましくは10.8質量部〜54.0質量部、さらに好ましくは10.8質量部〜21.6質量部仕込むことになる。
本発明における反応により得られた脂肪酸アルキルエステルは、そのままディーゼル燃料として用いることも可能であるし(質量比100%)、常温常圧(20℃、101.325kPa)で液体の有機化合物と混合して燃料として用いることも可能である。
市販キャノーラ油(商品名:日清キャノーラ油(推定平均分子量880、d=0.9)、日清オイリオ製)20mL、メタノール3.6mL、リン酸カリウム0.21gを50mLナス型フラスコに仕込み、50℃にて攪拌しながら30分反応させた。反応終了後、常温まで冷却し、1時間後に分離した上層のメチルエステル相を吸引で抜き取り、脂肪酸メチルエステルを得た。原料の油脂の変換率は99%、生成した脂肪酸メチルエステルの質量は18gであった。このものは米国の規格(ASTM D6751)を満たすことが可能である。このことから、本発明によれば、脂肪酸のアルカリ金属塩すなわちセッケンの生成を制御し、反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量を調整することができたことがわかる。
実施例1における脂肪酸メチルエステルを抜き取った重液に、市販キャノーラ油(商品名:日清キャノーラ油(推定平均分子量880、d=0.9)、日清オイリオ製)20mL、メタノール3.6mLを加え、50℃にて攪拌しながら30分反応させた。反応終了後、常温まで冷却し、1時間後に分離した上層のメチルエステル相を吸引で抜き取り、脂肪酸メチルエステルを得た。原料の油脂の変換率は99%、生成した脂肪酸メチルエステルの質量は17.5gであった。このものは米国の規格(ASTM D6751)を満たすことが可能である。このことから、本発明によれば、脂肪酸のアルカリ金属塩すなわちセッケンの生成を制御し、反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量を調整することができたことがわかる。
実施例2における脂肪酸メチルエステルを抜き取った重液に、市販キャノーラ油(商品名:日清キャノーラ油(推定平均分子量880、d=0.9)、日清オイリオ製)20mL、メタノール3.6mLを加え、50℃にて攪拌しながら30分反応させた。反応終了後、常温まで冷却し、1時間後に分離した上層のメチルエステル相を吸引で抜き取り、脂肪酸メチルエステルを得た。原料の油脂の変換率は95%、生成した脂肪酸メチルエステルの質量は17gであった。このことから、本発明によれば、脂肪酸のアルカリ金属塩すなわちセッケンの生成を制御し、反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量を調整することができたことがわかる。
300mLの3口フラスコにメタノール18mL、リン酸カリウム1.0gを加え、これに50℃に加温した市販のパーム油(Fluka社製、ヨウ素価50−57、酸価<0.4)98.3gを添加して、50℃にて30分反応させた。反応終了後、30℃まで冷却し、分離した上層のメチルエステル相を吸引で抜き取り、脂肪酸メチルエステルを得た。原料の油脂の変換率は99%、生成した脂肪酸メチルエステルの質量は94.2gであった。生成した脂肪酸メチルエステルは10℃に冷却すると完全に固化した。このことから、本発明によれば、脂肪酸のアルカリ金属塩すなわちセッケンの生成を制御し、反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量を調整することができたことがわかる。
アースをつけた金属バケツに用意した軽油(製品名:ENEOS軽油、新日本石油社製)190gに撹拌しながら実施例1で得られた脂肪酸メチルエステル10gを導入し、10分間撹拌して燃料を作製した。撹拌直後の液体は均一に混合されており、2時間後も均一な状態を保っていた。得られた燃料は引火点、90%留出温度、流動点、セタン価、動粘度、硫黄分、密度についてJIS K 2204の規格をみたし、例えば自動車などのディーゼル燃料として使用することができる。
実施例4で得られた脂肪酸メチルエステル2gを40℃に加温したものを、アースをつけた金属バケツに用意した軽油(製品名:ENEOS軽油、新日本石油社製)98gに加え、10分間撹拌して燃料を作製した。撹拌直後の液体は均一に混合されており、6時間後も均一な状態を保っていた。得られた燃料は引火点、90%留出温度、流動点、セタン価、動粘度、硫黄分、密度についてJIS K 2204の規格をみたし、例えば自動車などのディーゼル燃料として使用することができる。
実施例4で得られた脂肪酸メチルエステル10gを40℃にて溶解させたものをアースをつけた金属バケツに用意した灯油(製品名:ENEOS灯油、新日本石油社製)10gに加え、30分間撹拌した。撹拌直後の液体は均一に混合されており、12時間後も均一な状態を保っていた。混合前の脂肪酸メチルエステルの流動点は10℃であったが、灯油と混合することにより混合燃料の流動点は0℃未満となった。
この混合液を、アースをつけた別の金属バケツに用意した軽油(製品名:ENEOS軽油、新日本石油社製)80gに攪拌しながら注意深く加え、そのまま10分間攪拌して燃料を作製した。得られた燃料はヨウ素価が5以下であり、酸化安定性が非常に高い。また、5℃に保管しても外見上変化無く流動性を保っており、ディーゼル燃料として使用することができる。
50mLのナス型フラスコに、水酸化ナトリウム0.20g、メタノール3.6mLを加え、完全に溶解するまで30分間撹拌した。これに市販キャノーラ油(商品名:日清キャノーラ油(推定平均分子量880、d=0.9)、日清オイリオ製)20mLを加え、60℃にて30分間撹拌した。反応終了後、常温まで冷却した。反応時間終了後は白い浮遊物があり、全体に濁った不均一の状態であった。1時間後も濁った不均一の状態は変わらなかった。このことから、比較例の方法では、脂肪酸のアルカリ金属塩すなわちセッケンの生成を制御することができないことがわかる。反応混合物を50mLの遠心管に移し、700g×30分遠心し、分離した脂肪酸メチルエステル相を回収した。原料油脂の変換率は99%、軽相の収量は16gであった。
このように水酸化アルカリを触媒に用いる反応は反応性が非常に高いものの、反応後の分離操作が煩雑であり、コストアップ要因となる。
Claims (9)
- リン酸のアルカリ金属塩の存在下で、油脂と炭素数1以上4以下の直鎖または分岐のアルコールとのエステル交換反応を行うことを特徴とする、前記油脂と前記アルコールとの反応溶液中の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記エステル交換反応の反応温度が20℃〜100℃である、請求項1に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記アルコールがメタノールである、請求項1又は2に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記メタノールの含水量が1%以下である、請求項3記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記油脂100質量部に対して、前記アルコールを10.8質量部〜54.0質量部仕込む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記油脂100質量部に対して、前記アルコールを10.8質量部〜21.6質量部仕込む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記のリン酸のアルカリ金属塩が、無水リン酸カリウム(K3PO4)である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記のリン酸のアルカリ金属塩の使用量が、前記油脂100質量部に対して0.5〜5質量部である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
- 前記のリン酸のアルカリ金属塩の使用量が、前記油脂100質量部に対して1〜3質量部である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の脂肪酸石鹸含有量の調整法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008239658A JP4876111B2 (ja) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | 脂肪酸石鹸含有量の調整法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008239658A JP4876111B2 (ja) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | 脂肪酸石鹸含有量の調整法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005269756A Division JP4219349B2 (ja) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び燃料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009013425A true JP2009013425A (ja) | 2009-01-22 |
JP4876111B2 JP4876111B2 (ja) | 2012-02-15 |
Family
ID=40354694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008239658A Expired - Fee Related JP4876111B2 (ja) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | 脂肪酸石鹸含有量の調整法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4876111B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2008023728A1 (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-14 | バイオマス・ジャパン株式会社 | 植物油から脂肪酸エステルを製造する方法および該脂肪酸エステルを含むディーゼル燃料 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000342973A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-12 | Kao Corp | エステル交換触媒 |
JP2002265986A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-18 | Akio Kobayashi | 脂肪酸アルキルエステル及びグリセリンの製造方法 |
JP2005015562A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Daiki Co Ltd | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法 |
JP2005517002A (ja) * | 2002-02-05 | 2005-06-09 | ネオ エナジー コーリア カンパニー リミテッド | 単一段階連続工程による高純度脂肪酸アルキルエステルの製造方法 |
JP2007077347A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Fujifilm Corp | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び燃料 |
-
2008
- 2008-09-18 JP JP2008239658A patent/JP4876111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000342973A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-12 | Kao Corp | エステル交換触媒 |
JP2002265986A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-18 | Akio Kobayashi | 脂肪酸アルキルエステル及びグリセリンの製造方法 |
JP2005517002A (ja) * | 2002-02-05 | 2005-06-09 | ネオ エナジー コーリア カンパニー リミテッド | 単一段階連続工程による高純度脂肪酸アルキルエステルの製造方法 |
JP2005015562A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Daiki Co Ltd | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法 |
JP2007077347A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Fujifilm Corp | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び燃料 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2008023728A1 (ja) * | 2006-08-25 | 2010-01-14 | バイオマス・ジャパン株式会社 | 植物油から脂肪酸エステルを製造する方法および該脂肪酸エステルを含むディーゼル燃料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4876111B2 (ja) | 2012-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4219349B2 (ja) | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法及び燃料 | |
JP5419713B2 (ja) | 変性された構造のトリグリセリドに基づく燃料または燃料添加剤の使用およびその調製のためのプロセス | |
Homan et al. | Improving the production of propyl and butyl ester-based biodiesel by purification using deep eutectic solvents | |
JP4872047B2 (ja) | グリセリンを用いてアルキルエステルを製造する方法 | |
JP3837950B2 (ja) | 脂肪酸エステルの製造方法および脂肪酸エステルを含む燃料 | |
EP1126011B1 (en) | Process for producing fatty acid esters | |
AU2003290414B2 (en) | Improved process for preparing fatty acid alkylesters using as biodiesel | |
US20100132252A1 (en) | Method of producing biodiesel fuel | |
CN100488957C (zh) | 脂肪酸酯的混合物作为燃料或溶剂的应用 | |
ES2823649T3 (es) | Proceso para la producción de biodiésel y productos relacionados | |
EP2147089B1 (fr) | Procede de fabrication d'esters alcooliques a partir de triglycerides et d'alcools au moyen de catalyseurs heterogenes a base de phosphate ou de compose organophosphore de zirconium | |
US20100175312A1 (en) | Method for producing biodiesel material | |
JP4752118B2 (ja) | 脂肪酸エステルの製造方法および脂肪酸エステルを含む燃料 | |
KR20080036107A (ko) | 카르복실레이트 알킬 에스테르의 제조 방법 | |
KR20120030018A (ko) | 바이오디젤 제조용 촉매계 | |
EP1580255A1 (en) | A biofuel for compression-ignition engines and a method for preparing the biofuel | |
JP4374219B2 (ja) | 廃油脂のケミカルリサイクル方法 | |
JP2004035873A (ja) | 低付加エネルギーおよび環境低負荷での脂肪酸エステルとグリセリンの製造方法 | |
JP4876111B2 (ja) | 脂肪酸石鹸含有量の調整法 | |
JP2005350630A (ja) | 低排出型バイオディーゼル燃料製造技術 | |
JP3934630B2 (ja) | 酸性油脂類および劣化油脂類からのバイオディーゼル燃料製造方法 | |
JP4556268B2 (ja) | 脂肪酸エステルの製造方法 | |
JP2003055299A (ja) | 脂肪酸エステルの製造方法および脂肪酸エステルを含む燃料 | |
EP1625105A2 (en) | Method of making alkyl esters using pressure | |
JP2010163567A (ja) | 脂肪酸アルキルエステルの製造方法、並びに、ディーゼル燃料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111024 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111101 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111128 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |