JPS61225280A

JPS61225280A - セルロ−ス含有バイオマスの液化方法

Info

Publication number: JPS61225280A
Application number: JP6766085A
Authority: JP
Inventors: Shinya Yokoyama; 横山　伸也; Katsuya Oguchi; 小口　勝也; Tomoko Ogi; 知子小木; Akira Suzuki; 明鈴木; Masanori Murakami; 村上　雅教
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Ebara Corp; Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Organo Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1986-10-07
Also published as: JPH0341516B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明はセルロース含有バイオマスから、燃料や、種々
の化学物質の原料等として有用な油状液化物を得るため
のセルロース系バイオマスの液化方法に関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来、木材のようなセルロース含有バイオマスを液化す
る研究は行われており１例えば、木材チップをリサイク
ル油と混合して分散したり、又は酸で加水分解した後、
約２９０気圧の還元性ガス（ＣＯ又はＣＯ＋Ｈ２）で加
圧し、温度約３５０℃程度に加熱する方法は知られてい
る。

しかしながら、このような方法では、使用する還元性ガ
スは、その取扱いに注意を要する上、高価であるという
問題を含む、また、前記のような従来の液化法では、得
られた生成物は、粘着性の高い固形塊状物質を含み、取
扱いの非常に困難なものであることか゛ら、生成物から
の油状物質成分の分離精製に困難が伴う。これらの難点
から、従来の液化法は、その実用化には大きな困戴かあ
り。

未だ満足すべきものではなかった。

〔目　　的〕

本発明は、従来法に見られる前記欠点の解消されたセル
ロース系バイオマスの液化方法を提供することを目的と
する。

〔構　　成〕

本発明によれば、セルロース系バイオマスを、アルカリ
金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を触媒として用
い、水性媒体の存在下で高温高圧に加熱して油状物質に
液化するに際し、該水性媒体中にフェノール性化合物を
添加することを特徴とするセルロース系バイオマスの液
化方法が提供される。

本明細書で言うセルロース系バイオマスは、セルロース
を含む種々の物質を意味し、例えば、木材、木材チップ
、木材粉、樹皮、バガス、古紙、泥炭、セルロースを含
む各種の残渣（例えば、動物糞尿、汚泥等）等が挙げら
れる。本発明では原料とするセルロース系バイオマス中
のセルロース成分の含量は特に制約されず、その含量が
多い程好ましい原料であるが、一般には、乾燥物基準で
、少なくとも１０重量％以上、好ましくは５０重量％以
上である。また、これらのセルロース系バイオマスは、
液化原料とするためには、予め微細化しておくのが有利
である。

本発明において用いるフェノール性化合物は、フェノー
ル性水酸基を有する化合物を意味し、このようなものと
しては、１価フェノール類及び２価以上の多価フェノー
ル類が包含され、このようなフェノール性化合物の具体
例としては、例えば、フェノール、クレゾール類、キシ
レノール類、ナフトール類、カテコール、レゾルシン、
ヒドロキノン等がある。これらのものは単独又は混合物
の形で用いられ、また、高純度のものである必要はなく
、フェノール類を含む粗生成物であってもよい、水性媒
体中に添加するフェノール性化合物は、水１００重量部
に対し、５〜２００重量部、好ましくは。

１０〜１００重量部の割合である。また、本発明におい
ては、このようなフェノール性化合物と共に、必要に応
じ、他の有機溶媒、例えば、アルコール、ケトン、エー
テル等の中性含酸素有機溶媒を併用することもできる。

本発明の方法を実施するには、原料としてのセルロース
系バイオマスを、前記フェノール性化合物を含む水性媒
体中で高温、高圧条件で処理すればよい。この場合、水
性媒体中には、触媒として、アルカリ性物質の添加が有
利であり、このようなアルカリ性物質としては、例えば
、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム
、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウ
ム、酸イｉカルシウム、水酸化カルシウム、ギ酸ナトリ
ウム、ギ酸カリウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ
る。このようなアルカリ性物質は、セルロース系バイオ
マス１重量部（乾燥物基準）に対し、０．００１〜０．
５重量部、好ましくはｏ、ｏｏｓ〜０．３重量部の割合
である。水性媒体の使用割合は、セルロース系バイオマ
ス１重量部（乾燥物基準）に対し、２〜８０重量部、好
ましくは５〜２０重量部の割合である。

本発明の液化反応は、高温高圧下で実施されるが、この
場合、反応圧力（初圧）は一般には５〜１００気圧、好
ましくは５〜４０気圧であり１反応温度は２００〜４０
０℃、好ましくは２５０〜３８０℃である。反応時間は
５〜１８０分、通常１０〜６０分であり、反応温度を徐
々に昇温する場合、所定温度に０〜３０分間程度保持す
ればよい。

本発明において、圧力は、水性媒体による自己発生圧を
利用することができるが、必要に応じ、不活性ガス、例
えば、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴン等を用いて加圧す
ることもできる。また、反応圧力は、反応開始時から高
めるのが好ましく、一般には、不活性ガス等を用い、そ
の初圧を５〜６０気圧、好ましくは２０〜４０気圧に規
定するのが好ましい。

〔効　　果〕

本発明は前記構成であり、水性媒体に対する添加剤とし
てフェノール性化合物を用いたことにより、セルロース
系バイオマスの液化は著しく促進され、特に、液化の固
層な樹皮をも容易に液化することができる。

本発明によれば、セルロース系バイオマスから、液体燃
料（発熱量７５００〜８０００Ｋｃａ　Ｑ　／ｋｇ）や
化学原料として有用な油状の液化物を収率よく得ること
ができる。また、本発明で得られる生成物は、一般に、
取扱いの容易なものであり、生成物からの液化物の分離
回収も容易である。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１セルロース系バイオマスとしての、次の成分組成を有す
るアカマツの樹皮を用いた。

ンゼン混合物による抽出物を意味する。

前記アカマツの樹皮粉砕物５重量部（乾燥物基準）を、
水１５重量部、フェノール１５重量部及び炭酸カリウム
０．５重量部からなる水性媒体と混合し、加圧反応容器
中で、アルゴン（初圧：４０気圧）により加圧し、昇温
速度約１０℃７分で３５０℃まで徐々に加熱した。この
温度に到達直後に常温まで急冷し。

反応生成物を反応容器から取出した。この反応生成物は
、静置により、水相と油相の２つの相に相分離した０両
相をそれぞれ分離し、油相３ｇ（液化率６０％）を回収
した。この油相を形成する液状油は、発熱量７５００〜
８０００Ｋｃａ　Ｑ　／ｋｇを示した。

実施例２実施例１におけろ水１５重量部とフェノール１５重量部
の使用割合を、水２５重量部とフェノール５重量部の使
用割合に変えた以外は実施例１と同様にして実験を行っ
た。その結果、実施例１の場合と同様に良好な反応結果
を得た。

実施例３原料としての草炭（ビート）５ｇ（乾燥物基準）を。

水２５ｇ、フェノール５ｇ、炭酸カリウム１ｇからなる
水性媒体と混合し、加圧反応容器中で、アルゴン（初圧
：２０気圧）により加圧し、３０分の時間をかけて３５
０℃に加熱した後、急冷した。この場合にも、油状生成
物が得られ、その液化収率は約６０％であった。

実施例４実施例１において、原料としてコナラの木粉５重量部を
用いた以外は実施例１と同様に実験を行った。この場合
、液化収率は約６５％であり、得られた反応生成物は、
静置により水相と油相とに分離することができた。

比較例実施例１において示したアカマツの樹皮粉砕物５重量部
を、水３０重量部及び炭酸カリウム０．５重量部からな
る水性媒体に混合し、これを初圧５０気圧で実施例１と
同様にして３５０℃に加熱し、この温度で４０日間保持
した後、急冷した。この場合、液化収率は２０％という
低い値であった。

指定代理人　工業技術院公害資源研究所長大場重美復代理人　弁理士　池浦敏明

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セルロース含有バイオマスを、アルカリ金属化合
物又はアルカリ土類金属化合物を触媒として用い、水性
媒体の存在下で高温高圧に加熱して油状物質に液化する
に際し、該水性媒体中にフェノール性化合物を添加する
ことを特徴とするセルロース含有バイオマスの液化方法
。