JP2011116675A - グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 - Google Patents
グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011116675A JP2011116675A JP2009273287A JP2009273287A JP2011116675A JP 2011116675 A JP2011116675 A JP 2011116675A JP 2009273287 A JP2009273287 A JP 2009273287A JP 2009273287 A JP2009273287 A JP 2009273287A JP 2011116675 A JP2011116675 A JP 2011116675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glycerin
- reforming
- alkali
- alkali compound
- glycerol
- 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
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】グリセリンと少なくとも1種以上のアルカリ化合物とを含有したグリセリン含有液を、グリセリンの沸点が前記アルカリ化合物の融点のなかの最も高い温度より高くなるように加熱して、グリセリンを気化させると共に、アルカリ化合物を溶融させるグリセリン蒸発器2と、グリセリン蒸気とアルカリ化合物融液とを分離する気液分離器3と、アルカリ化合物融液を固化させて、回収する回収槽4とを備える。
【選択図】図1
Description
以上の背景の下、副生グリセリンの市場において、グリセリンの余剰量がますます拡大すること、焼却処分によって資源の利用価値が低下すること、などが課題となっている。
また、グリセリン含有液は強アルカリ性であり、その中和には多量の硫酸が必要となり、処理コストが高くなるという問題があった。
副生グリセリンを有価物として利用するためには、高純度グリセリンとする必要があるが、中和処理でのアルカリ成分の除去は理論的には容易であるが、産業的に行う際には、中和処理に加えて、分離、洗浄を多段で行う必要があり、実用的ではないという問題があった。特に、中和処理で用いる硫酸や塩酸に含まれる硫黄や塩素は、例えば副生グリセリンを水素ガスとして再利用する水蒸気改質反応の触媒の被毒成分であるので、更なる精製が必要になるという問題もあった。
したがって、低コストでバイオディーゼル燃料の副生グリセリンを高純度に精製できる装置と方法の提供が求められている。これに加えて、精製された副生グリセリンを有価物化する装置と方法の提供も求められている。
(1)グリセリンとアルカリ触媒由来のアルカリ化合物とを含有したグリセリン含有液からアルカリ化合物を低コストで除去し、グリセリンを分離・精製する。
(2)グリセリンを効率よく有価ガスに転換する。
このような構成を採用することによって、グリセリンが気化する一方で、アルカリ化合物は溶融するので、気化したグリセリンをアルカリ化合物融液から分離するだけで、グリセリンの精製が完了する。よって洗浄等に必要とされる多段の複数装置が不要となるばかりでなく、グリセリン含有液に他の薬剤を添加する必要がないので、低コストでグリセリンの精製を行うことができる。溶融したアルカリ化合物は、固化部で固化されて、回収できる。
また、本発明のグリセリン精製装置にあっては、グリセリンは気体状態で、アルカリ化合物は液体状態でグリセリン蒸発部から逐次排出されるので、グリセリン蒸発部には、常に新たなグリセリン含有液を供給することができ、グリセリンを連続的に精製することができる。
このような構成を採用することによって、グリセリン精製装置全体を加圧状況としなくても、グリセリン蒸発器内部だけを所望の加圧状況にできるので、グリセリン蒸発器以外には耐圧設備が不要となり、低コストの装置となる。また、圧力管理が容易になる。
このような構成を採用することによって、管路内のグリセリン含有液は均一かつ効率的に所定温度で加熱されることとなり、グリセリンが気化する一方でアルカリ化合物が溶融するので、気体と液体との分離が容易である。また、簡単な汎用装置をグリセリン精製装置とすることができ、低コストでのグリセリン精製が可能となる。
このような構成を採用することによって、簡単な汎用装置をグリセリン精製装置とすることができ、低コストでのグリセリン精製が可能となる。
このような構成を採用することによって、グリセリン含有液からグリセリンを精製するばかりでなく、アルカリ触媒であるアルカリ化合物を回収でき、資源の有効利用ができる装置となる。また、他の薬剤の添加が必要なく、汎用装置を採用することにより、市場に対して余剰な粗製の副生グリセリンを低コストで高純度の精製グリセリンとすることができ、産業的に有用である。
グリセリン精製装置で精製されたグリセリンが改質反応器に供給され、改質反応器内において、触媒作用によりグリセリンと水蒸気との間の水蒸気改質反応が起こる。この反応によりグリセリンが改質され、水素、一酸化炭素、二酸化炭素等の有価ガスに転換することができる。
このような構成を採用することによって、グリセリン含有液からグリセリンを低コストで精製し、これを水蒸気改質して、有価ガスに転換することができるので、焼却処分による熱回収を行っていた従来のグリセリン処理方法に比べて、エネルギーの利用効率を高めることができる。
このような構成を採用することによって、燃焼排ガスの熱により改質反応器内の加熱が可能である。また、改質反応器と容器とにより一つの熱交換器が構成されることになり、改質反応器の壁面を通じて燃焼排ガスの熱が伝熱され、改質反応器内の加熱が効率良く行える。
このような構成を採用することによって、より高純度の水素ガスを得ることができる。
このような水素ガスを燃料として利用すれば、燃料電池による高効率発電が可能となるばかりでなく、その他の水素利用分野への転用も可能である。
一方、水素ガスを精製した後、水素分離部からは一酸化炭素、二酸化炭素、微量の水素が排出されるが、その排ガスを燃焼器での燃料として再利用することで、より一層とエネルギー効率の良いグリセリン改質装置とすることができる。
おいて、グリセリン含有液は、原料油とアルコールとをアルカリ触媒の存在下で反応させてバイオディーゼル燃料を製造する際に副生されたものである、という手段を採用する。
特に、本発明に係る精製装置及び精製方法を、バイオディーゼル燃料製造に伴って副生された粗製グリセリンの精製に使用すれば、市場に対して過剰供給の副生グリセリンを低コストで高純度化できるので、産業的に有用である。
また、改質反応ガスをグリセリン蒸発器の熱源とすることで、グリセリンを精製する際に必要な熱源を外部から導入する必要がなく、エネルギーの利用効率の高いグリセリン改質装置となる。
最初に、第1実施形態に係るグリセリン精製装置及び精製方法について、図1を参照して説明する。
本第1実施形態に係るグリセリン精製装置1は、図1に示すように、グリセリン蒸発器2と気液分離器3と回収槽4とによって概略構成されている。グリセリン蒸発器2は、二重管式の蒸発管21を備えた熱交換器からなり、その一端には供給管22が接続されており、他端には排出管23が接続されており、排出管23には気液分離器3が配設されている。気液分離器3には、排気管31と排液管32とが接続されており、排液管32は回収槽4に装管されている。グリセリン蒸発器2と気液分離器3と排液管32は高温ガスで加熱されている。回収槽4は常温であり、その内部に水などの冷媒が貯留されている。回収槽4の底部には、回収管41が接続されており、固化したアルカリ化合物が排出されて、回収される。
グリセリン含有液中に、複数のアルカリ化合物が含有される場合には、それらの融点のうち、最も高い融点を最低温度として採用する。常圧下でのグリセリンの沸点は290℃、水酸化ナトリウムの融点は319℃、水酸化カリウムの融点は326℃であるので、グリセリン含有液中に水酸化ナトリウムが含有されている場合には、326℃より高い温度とされる。より具体的には、グリセリン精製装置1への導入側で360〜500℃、排気側で300〜400℃が維持されるような温度であることが好ましい。
従来の中和処理による精製のように、グリセリン含有液に他の薬剤を添加する必要がない上に、アルカリ分を除去した後のグリセリンを高純度化するための洗浄処理や多段の精製工程を必要としないので、低コストで精製を行うことができる。また、簡単な汎用装置と方法とを用いると共に、アルカリ化合物を固体として回収できるので、更に低コスト化が図れる。
特に、本第1実施形態に係るグリセリン精製装置1及び精製方法をバイオディーゼル燃料製造に伴って副生された粗製グリセリンの精製に使用すれば、市場に対して過剰供給の副生グリセリンを低コストで高純度化できるので、産業的に有用である。
図2は、本第2実施形態に係るグリセリン精製装置10の概略構成図である。本グリセリン精製装置10の基本構成は第1実施形態と同様であり、グリセリン蒸発器2と気液分離器3とを接続する排出管23に、圧力制御器としての圧力調整弁5を設けたところが異なるのみである。従って、図2において、図1と共通の構成要素は同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
図3は、本第3実施形態に係るグリセリン精製装置11の概略構成図である。本グリセリン精製装置11が第1実施形態と異なるところは、グリセリン蒸発器2の構成と、気液分離器3を設けないところであり、その他の基本構成については、第1実施形態と同様であるので、図3において、図1と共通の構成要素は同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
本実施形態に係るグリセリン改質装置100は、図4に示すように、改質反応器6と燃焼器7とを内部に収容する容器8と、グリセリン精製装置1と、ガス精製器9とから概略構成されている。
C3H5(OH)3+H2O → 5H2+2CO+CO2 (1)
副生グリセリンは、副生グリセリン導入配管12から本装置100内に導入され、そのうちの一部は燃焼器7へ供給されて、燃料として利用され、残部はグリセリン精製装置1へ供給される。副生グリセリンはここで精製された後に、改質反応器6で水蒸気改質されて、有価ガスを含む改質後ガスとされる。一方、副生グリセリン中のアルカリ化合物は、グリセリン蒸発器2でアルカリ化合物融液とされ、気液分離器3で分離された後、回収槽4へ導入される。回収槽4で固化された後、回収管41を介して回収されて、バイオディーゼル燃料製造の際のアルカリ触媒として、再利用される。改質後ガスはグリセリン精製装置1を経て、ガス精製器9に導入されて、水素が有価物として回収され、排ガスは燃焼器7へ導入され、燃料として利用される。
したがって、本実施形態に係るグリセリン改質装置100及び改質方法によれば、バイオディーゼル燃料の副生グリセリンから、低コストでグリセリンの改質が図れ、有価ガスに転換することが可能なグリセリン改質装置100及び改質方法を提供できる。
(1)上記第1〜第3実施形態に係るグリセリン精製装置1、10、11において、プレート式熱交換器等、他の構成の熱交換器をグリセリン蒸発器2として採用しても良い。
(2)上記実施形態のグリセリン改質装置100は第1実施形態に係るグリセリン精製装置1を備えるものであるが、第1実施形態に係るグリセリン精製装置1に代えて第2実施形態に係るグリセリン精製装置10あるいは第3実施形態に係るグリセリン精製装置11を備えるようにしても良い。
Claims (15)
- グリセリンと少なくとも1種以上のアルカリ化合物とを含有してなるグリセリン含有液を、グリセリンの沸点が前記アルカリ化合物の融点のなかの最も高い温度より高くなるように加熱して、グリセリンを気化させると共に、アルカリ化合物を溶融させるグリセリン蒸発部と、
気化したグリセリンと溶融した前記アルカリ化合物とを分離する分離部と、
溶融した前記アルカリ化合物を固化させる固化部とを、備えてなることを特徴とするグリセリン精製装置。 - 前記グリセリン蒸発部と前記分離部との間に圧力調整弁を設けることにより前記グリセリン蒸発部内を加圧状況とすることを特徴とする請求項1記載のグリセリン精製装置。
- 前記グリセリン蒸発部は、グリセリン含有液を管路に挿通させて熱源と熱交換させてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のグリセリン精製装置。
- 前記グリセリン蒸発部は、貯留槽内に貯留されたグリセリン含有液に熱源が挿通する管路を浸漬させてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のグリセリン精製装置。
- 前記グリセリン含有液は、原料油とアルコールとをアルカリ触媒の存在下で反応させてバイオディーゼル燃料を製造する際に副生されたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のグリセリン精製装置。
- グリセリンと少なくとも1種以上のアルカリ化合物とを含有してなるグリセリン含有液を、グリセリンの沸点が前記アルカリ化合物の融点のなかの最も高い温度より高くなるように加熱して、グリセリンを気化させると共に、アルカリ化合物を溶融させるグリセリン蒸発部と、気化したグリセリンと溶融した前記アルカリ化合物とを分離する分離部と、溶融した前記アルカリ化合物を固化させる固化部とを、備えてなるグリセリン精製装置と、
内部に触媒が収容され、前記グリセリン精製装置で精製されたグリセリンと、少なくとも水蒸気を含む反応ガスとの間で前記触媒を用いて改質反応を生じさせ、前記グリセリンを改質する改質反応器とが、備えられ、
前記改質反応後に生じた改質後ガスの熱が、前記グリセリン蒸発部の熱源とされることを特徴とするグリセリン改質装置。 - 前記グリセリン精製装置は、請求項2ないし請求項5のいずれか一項に記載のグリセリン精製装置であることを特徴とする請求項6記載のグリセリン改質装置。
- 前記改質反応器を収容する容器と、
燃料を燃焼させて燃焼排ガスを発生させる燃焼器とが、備えられ、
前記容器の内部に前記燃焼排ガスが導入され、前記燃焼排ガスの熱により前記改質反応器が加熱されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のグリセリン改質装置。 - 前記改質反応後に生じた改質後ガスから水素を分離する水素分離部が備えられたことを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれか一項に記載のグリセリン改質装置。
- 前記グリセリン蒸発器の熱源として前記燃焼排ガスを用いることを特徴とする請求項8又は請求項9記載のグリセリン改質装置。
- グリセリンと少なくとも1種以上のアルカリ化合物とを含有してなるグリセリン含有液を、グリセリンの沸点が前記アルカリ化合物の融点のなかの最も高い温度より高くなるように加熱して、グリセリンを気化させると共にアルカリ化合物を溶融させて、気化したグリセリンを分離することを特徴とするグリセリン精製方法。
- 溶融した前記アルカリ化合物を固化させて回収することを特徴とする請求項11記載のグリセリン精製方法。
- 前記グリセリン含有液は、原料油とアルコールとをアルカリ触媒の存在下で反応させてバイオディーゼル燃料を製造する際に副生されたものであることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のグリセリン精製方法。
- グリセリンと少なくとも1種以上のアルカリ化合物とを含有してなるグリセリン含有液を、グリセリンの沸点が前記アルカリ化合物の融点のなかの最も高い温度より高くなるように加熱して、グリセリンを気化させると共にアルカリ化合物を溶融させて、気化したグリセリンを分離するグリセリン精製工程と、
内部に触媒が収容され、前記グリセリン精製工程で精製されたグリセリンと、少なくとも水蒸気を含む反応用ガスとの間で前記触媒を用いて改質反応を生じさせ、前記グリセリンを改質する改質工程とを備え、
前記改質反応後に生じた改質後ガスの熱によって、前記グリセリン含有液を加熱することを特徴とするグリセリン改質方法。 - 前記グリセリン精製工程は、請求項12又は請求項13に記載のグリセリンの精製方法に基づくものであることを特徴とする請求項14記載のグリセリン改質方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009273287A JP5556152B2 (ja) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009273287A JP5556152B2 (ja) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011116675A true JP2011116675A (ja) | 2011-06-16 |
JP5556152B2 JP5556152B2 (ja) | 2014-07-23 |
Family
ID=44282436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009273287A Active JP5556152B2 (ja) | 2009-12-01 | 2009-12-01 | グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5556152B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005350630A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Electric Power Dev Co Ltd | 低排出型バイオディーゼル燃料製造技術 |
JP2009051703A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Kao Corp | 水性ガスの製造方法 |
JP2010522148A (ja) * | 2007-03-19 | 2010-07-01 | アルケマ フランス | グリセロールの気化方法 |
JP2011105543A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Ihi Corp | グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 |
-
2009
- 2009-12-01 JP JP2009273287A patent/JP5556152B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005350630A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Electric Power Dev Co Ltd | 低排出型バイオディーゼル燃料製造技術 |
JP2010522148A (ja) * | 2007-03-19 | 2010-07-01 | アルケマ フランス | グリセロールの気化方法 |
JP2009051703A (ja) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Kao Corp | 水性ガスの製造方法 |
JP2011105543A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Ihi Corp | グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5556152B2 (ja) | 2014-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2958502A1 (en) | Hydrogen purification device protection system and method based on methanol-water mixture reforming hydrogen production system | |
CA2815979C (en) | Water purification using energy from a steam-hydrocarbon reforming process | |
KR20080019651A (ko) | 소형 개질 반응기 | |
CN103449365B (zh) | 高浓度co耐硫变换工艺及其装置 | |
JP5556152B2 (ja) | グリセリン精製装置及び精製方法並びにグリセリン改質装置及び改質方法 | |
JP5387154B2 (ja) | グリセリン改質装置および改質方法 | |
CN103044187A (zh) | 一种生产氯乙烷的方法及系统 | |
JP5616754B2 (ja) | 水素ガス製造装置 | |
US8772538B2 (en) | Process for producing formic acid by hydrothermal oxidation reaction with glycerol and their equipment | |
JP5676317B2 (ja) | 水素製造方法及び水素製造システム | |
JP5532842B2 (ja) | グリセリン改質装置及びグリセリン改質方法 | |
JP2011006652A (ja) | 脂肪酸エステルの製造方法 | |
JP5396749B2 (ja) | グリセリン改質装置および改質方法 | |
JP5860224B2 (ja) | Co2を排出しない合成ガスの製造方法 | |
JP2014080328A (ja) | プロセスからco2を排出しない合成ガス及び水素の併産方法 | |
JP2011006298A (ja) | グリセリン改質装置および改質方法 | |
JP5868178B2 (ja) | メタノールの製造方法 | |
CN217418190U (zh) | 一种乙醇自热重整制氢装置 | |
CN201520641U (zh) | 高纯二氧化碳提取装置 | |
JP2014037323A (ja) | 水素製造装置 | |
KR102446109B1 (ko) | 이산화탄소를 연료로 하는 연료 전지가 적용된 수중 운동체용 연료 전지 운용시스템 및 운용방법 | |
KR102005715B1 (ko) | 원료 예열부를 포함한 일체형 수소제조 반응기 | |
JP2011207654A (ja) | 水素製造装置 | |
JP2007131500A (ja) | 水素製造装置 | |
JP2009298620A (ja) | グリセリン改質装置および改質方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140128 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140314 |
|
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: 20140507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140520 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5556152 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |