JP6018432B2 - 固体酸リアクター及び固体酸触媒反応装置並びに固体酸リアクターの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の固体酸リアクターに用いる炭素系固体酸は、炭素源となる植物系原料としてベイマツ(米松)のオガコを篩により篩別し、篩別したオガコの木粉を用い、以下の手順に基づいて塩化亜鉛の含浸、予備炭化、発煙硫酸によるスルホ化を行い、炭素系固体酸に調製した。
構造維持繊維状物として炭素繊維と合成樹脂繊維を使用した。炭素繊維は大阪瓦斯ケミカル株式会社製,品番S−23,繊維長5mm、合成樹脂繊維はポリエチレン繊維(三井化学株式会社製,品番ESS−5,繊維長0.1mm)、フィブリル化繊維バインダーはアクリル繊維(東洋紡績株式会社製,品番Bi−PUL50TWF)を使用した。また、バインダー性能の比較のため、溶融性バインダーの粉末ポリエチレン(住友精化株式会社製,品番UF‐1.5N)も使用した。
実施例並びに比較例の各固体酸リアクターについて、成形性、通水抵抗(圧力損失)、触媒活性性能、堆積増加率を測定し評価した。また、これらの測定、評価に基づいて良否の総合評価も行った。表1,2中の「非絶乾」とは完全に乾燥しておらず水分含量10〜20%の状態をいい、「絶乾」とは水分含量を5%以下に乾燥した状態をいう。成形方法の「湿式」とは前述の混合スラリー状物を経た作成例であり、「乾式」とは混合スラリー状物を経ていない作成例である。
所定の被着が可能であった固体酸リアクターを「○」、所定量の被着が不能であった固体酸リアクターを「×」とした。
実施例及び比較例の固体酸リアクターのそれぞれに対し、水4mL/minの流量にて通液し、固体酸リアクターに加わる動水圧を測定した。
通水方向は固体酸リアクター上方から下方とした。4mL/minの流量の通水条件における動水圧が0.01MPa以下の固体酸リアクターを「○」、同通水条件における動水圧が0.01〜0.05MPaの固体酸リアクターを「△」、同通水条件における動水圧が0.05MPa以上の固体酸リアクターを「×」とした。
実施例及び比較例の固体酸リアクターのそれぞれに対し、液温90℃、5重量%に調製したセロビオース溶液を4mL/minの流量で通液した。高速液体クロマトグラフィー(HPLC)(株式会社島津製作所製,RID−10A)、カラム(BIO−RAD社製,品名:AminaxHPX−87Hカラム)を使用し、濾過液を当該HPLCに装填し、グルコース等の単糖類のピーク面積比よりセロビオースから分解されて生成した糖類量を求めた。
実施例及び比較例の固体酸リアクターについて、実需用上の観点を勘案して総合評価を行った。表中の評価項目において、「「×」および「△」が0個の固体酸リアクターは優良品として『A』の総合評価とした。「×」が0個かつ「△」が1個以上の固体酸リアクターは良品として『B』の総合評価とし、「×」が1個以上の固体酸リアクターは不可品として『C』の総合評価とした。
表に開示の結果より、実施例1ないし6の固体酸リアクターはいずれの項目においても比較例の固体酸リアクターよりも有意に優れている。構造維持繊維状物とフィブリル化繊維バインダーを欠く比較例1は、成形性を有さず、リアクターの構造体としては不適格である。また、熱溶融性の粉末ポリエチレンバインダーを添加して作成した比較例2については、成形性を有するものの成形時に粉末ポリエチレンバインダーを加熱溶融して融着させることから全体に目詰まりが生じて通水抵抗が大きくなり使用に向かない。併せて、溶融したポリエチレンバインダーに固体酸表面が被覆される為触媒活性性能が低下したといえる。また、加熱溶融時の熱条件によりスルホ基の分解も勘案されるため、不適切といえる。
10 本体部
11 反応部
12 中空円筒形芯部材
20 混合スラリー状物
21 炭素系固体酸
22 構造維持繊維状物
23 フィブリル化繊維バインダー
25 吸着被着物
26 金型棒状部材
27 スラリー被着部
30,40 固体酸触媒反応装置
31,41 触媒反応部
32,42a,42b,42c リアクターユニット
33 循環タンク
34 循環ポンプ
43 供給タンク
44 圧送ポンプ
Claims (3)
- 炭素系固体酸100重量部と、
炭素繊維である構造維持繊維状物5〜50重量部と、
アクリル繊維からなるフィブリル化繊維バインダーとを有してなる
ことを特徴とする固体酸リアクター。 - 請求項1に記載の固体酸リアクターを備えたことを特徴とする固体酸触媒反応装置。
- 炭素系固体酸100重量部と、炭素繊維である構造維持繊維状物5〜50重量部と、アクリル繊維からなるフィブリル化繊維バインダーを水中で混合して混合スラリー状物とし、
前記混合スラリー状物を吸引しながら被着させて吸着被着物とする
ことを特徴とする固体酸リアクターの製造方法。
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