JP6415755B2 - ガソリン組成物 - Google Patents
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Description
本発明に係るガソリン組成物は、リグノセルロース系バイオマスに含まれるヘミセルロースから製造されるペンテン(以下、ヘミセルロース由来ペンテンという。)を含む。リグノセルロース系バイオマスは、主としてセルロース、ヘミセルロース、及びリグニンから構成されているバイオマスである。このようなリグノセルロース系バイオマスとしては、広葉樹、針葉樹、稲わら、麦わら、もみ殻、コーンストーバー、バガス、スイッチグラス、エリアンサス、ネピアグラス、及びススキのような農林資源、並びにそれらの廃棄物やエネルギー作物、それらに由来する木材チップ、木くず、パルプ類、及び古紙類なども挙げられる。リグノセルロース系バイオマスは、食糧生産と競合を起こさない植物由来の資源であり、食糧問題を生じない。また、本発明においては、ヘミセルロースから製造されるエタノールではなく、ヘミセルロースから製造されるペンテンをガソリン基材に混合してバイオ燃料とする。ヘミセルロース由来ペンテンは、エタノールのようにガソリン中の含有量に制限がないため、石油燃料の代替物として多く利用できる。
ヘミセルロース由来ペンテンは、例えば、リグノセルロース系バイオマスに含まれるヘミセルロースからペンタノールを製造し、製造したヘミセルロース由来のペンタノールを脱水することで得ることができる。ヘミセルロースからペンタノールは、Ir−Re(イリジウム−レニウム)系触媒の存在下且つヘミセルロースを分解する温度において、水相中のヘミセルロースを加水分解し糖化させるとともに水素化分解させ、これに液体の炭化水素からなる油相を加え溶解させることで、単一の反応容器内で効率良くペンタノールを得ることができる(特開2016−33129号)。
[触媒等の調製]
二酸化ケイ素(SiO2)(富士シリシア化学株式会社製「CARiACT G−6」)に塩化イリジウム酸(H2IrCl6)水溶液を滴下して、全体を湿潤させ、90℃程度で乾燥させた。かかる湿潤及び乾燥工程を繰り返して、触媒全体に対してIrが4質量%となるようにした。さらに、110℃で半日程度の乾燥を行った。次に、過レニウム酸アンモニウム(NH4ReO4)水溶液で同様の湿潤及び乾燥工程を繰り返して、ReのIrに対するモル比、すなわち[Re]/[Ir]を0.25〜3とするように二酸化ケイ素に担持させた。その後、空気雰囲気下で、500℃、3時間焼成して、Ir−ReOx/SiO2触媒を得た。
ヘミセルロースの主成分であるキシランには予めミル処理を施しておいた。かかるミル処理では、ボールミルのドラムにキシランとともにZrO2球を100個投入し、回転数を300rpmとし、2時間の粉砕を行った。なお、2時間以上粉砕すれば、得られるキシランは十分に粉砕される。
上記の方法で得た1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールの少なくとも一つを含むヘミセルロース由来ペンタノール1.0重量部を、別の反応容器(前述のオートクレーブと同型)に導入し、溶媒としてトリデカンを10.0重量部、酸触媒としてゼオライト(HZSM−5)を0.2重量部添加し、室温で0.6MPaとなるように窒素を導入し、約20分で所定の反応温度180℃に昇温した。反応温度に達した直後の脱水反応生成物を分析した。その結果、1−ペンテン及び2−ペンテンを含むヘミセルロース由来ペンテンが得られた。
[触媒等の調製]
合成例1と同様にして、触媒等を調製した。
リグノセルロース系バイオマス由来のセルロースには予めミル処理を施しておいた。かかるミル処理では、ボールミルのドラムにセルロースとともにZrO2球を100個投入し、回転数を300rpmとし、2時間の粉砕を行った。なお、2時間以上粉砕すれば、得られるセルロースは十分に粉砕される。
上記の方法で得た1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノールの少なくとも一つを含むセルロース由来ヘキサノール1.0重量部を、別の反応容器(前述のオートクレーブと同型)に導入し、溶媒としてトリデカンを10.0重量部、酸触媒としてゼオライト(HZSM−5)を0.2重量部添加し、室温で0.6MPaとなるように窒素を導入し、約20分で所定の反応温度180℃に昇温した。反応温度に達した直後の脱水反応生成物を分析した。その結果、1−ヘキセン、2−ヘキセン、及び3−ヘキセンを含むセルロース由来ヘキセンが得られた。
[触媒等の調製]
合成例1と同様にして、触媒等を調製した。
リグノセルロース系バイオマス由来のヘミセルロースの主成分であるキシランとリグノセルロース系バイオマス由来のセルロースには予めミル処理を施しておいた。かかるミル処理では、ボールミルのドラムにキシラン及びセルロースとともにZrO2球を100個投入し、回転数を300rpmとし、2時間の粉砕を行った。なお、2時間以上粉砕すれば、得られるキシラン及びセルロースは十分に粉砕される。
上記の方法で得た、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノールの少なくとも一つを含むヘミセルロース由来ペンタノール及び1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノールの少なくとも一つを含むセルロース由来ヘキサノール1.0重量部を、別の反応容器(前述のオートクレーブと同型)に導入し、溶媒としてトリデカンを10.0重量部、酸触媒としてゼオライト(HZSM−5)を0.2重量部添加し、室温で0.6MPaとなるように窒素を導入し、約20分で所定の反応温度180℃に昇温した。反応温度に達した直後の脱水反応生成物を分析した。その結果、1−ペンテン及び2−ペンテンを含むヘミセルロース由来ペンテン及び1−ヘキセン、2−ヘキセン、及び3−ヘキセンを含むセルロース由来ヘキセンが得られた。
表1に示される基材A〜Eを、表2〜4に記載の配合割合でベースガソリン(ベースRG1、ベースRG2)に混合し、実施例1〜8、比較例1〜3、及び参考例1に係るガソリン組成物を得た。得られたガソリン組成物の性状等を表2〜4に示す。ベースガソリンの性状も併せて表2に示す。表2〜4に示された性状等は、以下の方法によって測定した。
表5に示される基材F〜Iを、表6に記載の配合割合でベースガソリン(ベースRG3)に混合し、参考例2〜5に係るガソリン組成物を得た。得られたガソリン組成物の性状等を表6に示す。ベースガソリンの性状も併せて表6に示す。表6に示された性状等は、実施例1と同様に測定した。
Claims (3)
- ヘミセルロース由来のペンテンを0.3〜10.0vol%、及び前記ヘミセルロース由来のペンテンを含むペンテン分を3.08〜12.0vol%、並びにセルロース由来のヘキセンを1.0〜23.0vol%、及び前記セルロース由来のヘキセンを含むヘキセン分を3.72〜27.0vol%含み、
(2−ペンテン分)/(1−ペンテン分)が3.0〜7.0vol%/vol%、(2−ヘキセン分)/(1−ヘキセン分)が6.50〜9.0vol%/vol%である
ことを特徴とするガソリン組成物。 - 前記ヘミセルロース由来のペンテン中、1−ペンテンが5.0〜15.0vol%、及び2−ペンテンが85.0〜95.0vol%である請求項1に記載のガソリン組成物。
- 前記セルロース由来のヘキセン中、1−ヘキセンが1.0〜15.0vol%、2−ヘキセンが55.0〜80.0vol%、及び3−ヘキセンが10.0〜40.0vol%である請求項1又は2に記載のガソリン組成物。
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