WO2013183137A1 - 燃料合成方法及び燃料合成装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a fuel synthesis method and a fuel synthesis apparatus.
  • Biodiesel fuel is a fuel manufactured using plant-derived or animal-derived oils and fats (triglycerides) as a main raw material, and is an alternative to liquid fuel that operates diesel engines.
  • the main component of fats and oils is triglyceride.
  • plants that have absorbed carbon dioxide in the atmosphere are synthesized in vivo by photosynthesis using solar energy, and oils and fats stored in the body are the main raw materials.
  • Biodiesel fuel made mainly from fats and oils made by absorbing carbon dioxide in the atmosphere, even if burned as fuel, the generated carbon dioxide is again absorbed by plants, so carbon dioxide is circulated, The amount of carbon dioxide on the ground is not expected to increase. This idea is called carbon neutral and has attracted much attention in recent years.
  • Biodiesel fuel can be manufactured by various manufacturing methods.
  • One of the methods is to synthesize fatty acid methyl ester (FAME), which is a main component of biodiesel fuel, by subjecting vegetable oil and methanol to a transesterification reaction in the presence of a catalyst.
  • FAME fatty acid methyl ester
  • Patent Document 1 describes a method of esterifying a fatty acid derived from a plant or animal in the presence of an ionic liquid.
  • Patent Document 1 describes that an ionic liquid acts as a solvent and / or a catalyst.
  • the heating method in the case of conventional heater heating, the entire reaction vessel is heated, so the energy efficiency is low.
  • microwaves there is a problem that microwave energy is hardly absorbed in a reaction solution that does not contain water.
  • An object of the present invention is to increase the contact area of a plurality of raw materials and concentrate the catalyst in the vicinity of the interface where the raw materials are in contact with each other in the synthesis of fuel, thereby improving the utilization efficiency of microwave energy.
  • a catalyst-containing raw material liquid is prepared by mixing an alcohol and a catalyst, and then a mixed liquid is prepared by mixing oil and fat with the catalyst-containing raw material liquid, and the mixed liquid is irradiated with microwaves.
  • a fatty acid ester in which a fatty acid and an alcohol constituting an oil and fat are combined is synthesized.
  • fine droplets of alcohol containing a catalyst can be dispersed in liquid fats and oils, the efficiency of using microwave energy can be increased, and the reaction can proceed rapidly.
  • the present invention relates to a fuel synthesizing method and a fuel synthesizing apparatus.
  • combination of biodiesel fuel is demonstrated as an example, However, It is applicable also to the synthesis
  • an alcohol and a catalyst are mixed to prepare a catalyst-containing raw material liquid, and then the catalyst-containing raw material liquid and fats and oils are mixed to prepare a mixed liquid, and the mixed liquid is irradiated with microwaves.
  • the method is characterized in that a fatty acid ester in which a fatty acid and an alcohol are combined is synthesized.
  • the mixed liquid is a mixture of oil and fat droplets of the catalyst-containing raw material liquid.
  • the catalyst is preferably an ionic liquid.
  • the relative dielectric loss factor of the ionic liquid is larger than the relative dielectric loss factor of methanol.
  • the catalyst is preferably a solid.
  • the microwave irradiation is performed by pressurizing the mixed liquid to a standard pressure or higher and setting the temperature of the mixed liquid to a standard boiling point or higher.
  • the microwave irradiation is performed in a state where the introduction of the mixed solution is stopped and the mixed solution is retained, and thereafter, the mixed solution is replaced, the introduction of the mixed solution is stopped again, and the mixed solution is retained. It is desirable to irradiate microwaves in a state.
  • the fuel synthesizing apparatus includes a mixing unit that mixes a catalyst-containing raw material liquid containing alcohol and a catalyst and fats and oils to produce a mixed solution, and a microwave irradiation unit that irradiates the mixed solution with microwaves.
  • the part is characterized in that it has a function of synthesizing a fatty acid ester in which a fatty acid and an alcohol constituting the fat are combined.
  • the mixed liquid is a mixture of oil-and-fat droplets of the catalyst-containing raw material liquid.
  • the fuel synthesizing apparatus further includes a premixing unit that mixes alcohol and a catalyst to produce a catalyst-containing raw material liquid.
  • the liquid mixture in the microwave irradiation unit can be pressurized.
  • the fuel synthesizing apparatus further includes a flow path for returning the mixed liquid that has passed through the microwave irradiation unit to the microwave irradiation unit.
  • the microwave irradiating unit irradiates the mixed liquid staying stopped and irradiating the microwave.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of the fuel synthesizing apparatus of the present embodiment.
  • the fuel synthesizing apparatus shown in the figure includes a mixer 101 (mixing unit) for mixing a plurality of chemical solutions, and a microwave irradiation unit 100.
  • a raw material tank 130a is connected to the mixer 101 via a pipe 201a, and a chemical liquid tank 130b is connected via a pipe 201b.
  • the raw material tank 130a stores oil and fat as raw materials.
  • the chemical tank 130b stores a catalyst-containing raw material liquid in which methanol as a raw material and a catalyst are mixed.
  • the fats and oils introduced from the pipe 201a and the catalyst-containing raw material liquid introduced from the pipe 201b are merged and mixed.
  • the width of the flow path inside the mixer 101 (the diameter or minimum dimension of the flow path) is preferably several tens ⁇ m to several hundreds ⁇ m. In such a flow path, the fine droplets of the catalyst-containing raw material liquid are easily dispersed in the oil and fat.
  • the oil and fat and the catalyst-containing raw material liquid be injected into any of the flows. Thereby, stirring can be accelerated
  • the particle diameter of the fine droplets of the catalyst-containing raw material liquid can be controlled, and the particle diameter can be made uniform.
  • the microwave irradiation unit 100 includes a microwave oscillator (not shown), a waveguide 501, a stub tuner 103, a movable short-circuit plate 104, and a reaction tube 102.
  • the reaction tube 102 is disposed so as to penetrate the waveguide 501.
  • the inlet side of the reaction tube 102 and the mixer 101 are connected by a pipe 203.
  • the outlet side of the reaction tube 102 is connected to the product liquid tank 130 d via a pipe 205.
  • the liquid containing the fuel obtained by the reaction in the microwave irradiation unit 100 is sent to the product liquid tank 130d via the pipe 205.
  • the pipe 201a is provided with a liquid feed pump 105a for feeding the fats and oils of the raw material tank 130a
  • the pipe 201b is provided with a liquid feed pump 105b for feeding the catalyst-containing raw material liquid in the chemical tank 130b. It is installed.
  • the raw material tank 130a, the chemical liquid tank 130b, and the product liquid tank 130d are provided with stirrers 131a, 131b, and 131d, respectively, so that the liquids can be stirred.
  • Temperature measuring units 108a and 108b are provided on the inlet side and the outlet side of the reaction tube 102, respectively.
  • a thermocouple, an infrared radiation thermometer, an optical fiber thermometer, or the like can be used as the temperature measuring units 108a and 108b.
  • the optical fiber thermometer measures the temperature by providing a fluorescent material in the temperature sensing portion, irradiating the fluorescent material with excitation light, and detecting the generated fluorescence with a sensor.
  • the optical fiber thermometer is particularly desirable because it can measure the temperature in detail without being affected by the microwave even under the microwave irradiation environment and without affecting the electromagnetic field distribution.
  • an optical fiber thermometer made by Neoptix, T / Guard, and T1 sensor was used.
  • the fats and oils which are raw materials are introduce
  • a catalyst-containing raw material liquid that is a mixture of methanol and a catalyst is introduced into the mixer 101 from the chemical liquid tank 130b by the liquid feed pump 105b.
  • the oil and fat and the catalyst-containing raw material liquid are mixed to obtain a mixed liquid in which fine droplets of methanol contained in the catalyst-containing raw material liquid are dispersed in the oil and fat.
  • FIG. 2 schematically shows a microscopic state of the mixed solution.
  • the micro droplets of methanol 112 are dispersed in the oil 111 in the pipe 203.
  • this mixed solution is introduced into the reaction tube 102 shown in FIG. 1, and irradiated with microwaves, heated, and reacted.
  • the outlet temperature of the mixed liquid after the reaction is measured by the temperature measuring unit 108b shown in FIG. 1, and the output of the microwave is adjusted so as to be a desired temperature.
  • the catalyst is preferably an alkali catalyst such as sodium hydroxide or potassium hydroxide.
  • the catalyst is dispersed in a state dissolved in methanol 112. That is, the methanol 112 is a catalyst-containing raw material liquid.
  • the interface area between the fat 111 and the methanol 112 is increased, so that the reaction can be speeded up.
  • the methanol absorbs most of the microwaves and is heated. This is because the relative dielectric loss factor at a temperature of 25 ° C. of a microwave with a frequency of 2.45 GHz is 0.1 or less in the case of oils and fats, and is about 13 in the case of methanol, which is proportional to the relative dielectric loss factor. This is because the amount of heat generated is greater in methanol. Therefore, only methanol can be heated without heating the fats and oils. Therefore, it is not necessary to heat the whole liquid mixture, and the energy used can be suppressed.
  • the fatty acid methyl ester which is the main component of the fuel component (biodiesel) generated by the reaction of the mixed solution, is easily dissolved in the oil 111, it moves to the oil 111 (oil phase).
  • the fat 111 has a small relative dielectric loss factor and hardly absorbs microwaves, so it is hardly heated by the microwaves and its temperature is lower than the interface where the reaction proceeds.
  • microwave irradiation unit 100 will be described in detail.
  • the microwave oscillated from the microwave oscillator enters the movable short circuit plate 104 and is reflected by the movable short circuit plate 104. At this time, a standing wave is generated in the microwave irradiation unit 100 due to interference between the incident wave and the reflected wave. Since the microwave energy absorbed by the substance is proportional to the square of the electric field strength, if the reaction tube 102 is installed in a portion where the electric field strength of the generated standing wave is increased, the reaction liquid flowing through the reaction tube 102 is efficient. It becomes possible to absorb the microwave well.
  • the stub tuner 103 is installed to adjust the impedance in the microwave irradiation unit 100. In addition, if the impedance in the microwave irradiation part 100 can be adjusted, it may not be the stub tuner 103, for example, an EH tuner etc. may be sufficient.
  • the movable short-circuit plate 104 is movable in the traveling direction of the microwave, and the position of the standing wave can be finely adjusted by adjusting the position of the movable short-circuit plate 104. Microwaves can be absorbed.
  • the reaction tube 102 is preferably made of a material that easily transmits microwaves and has a low relative dielectric loss factor. Specifically, glass, resin, ceramic and the like.
  • the shape is preferably a straight tube, a spiral tube, a multiple spiral tube, or the like, but is not limited thereto.
  • the rectangular waveguide 501 is used.
  • the waveguide 501 may have another shape such as a cylindrical shape.
  • a transmission device such as a coaxial cable may be used instead of the waveguide.
  • the microwave will diffusely reflect in the microwave oven, so the microwave cannot be efficiently absorbed by the reaction solution.
  • the microwave is reacted.
  • the liquid can be irradiated intensively, and the reaction liquid can be efficiently heated.
  • FIG. 8 shows an example of a mixer.
  • the mixer 300 is formed by combining an introduction part 301, a dispersion part 302, and a discharge part 303.
  • a packing 304 is sandwiched between the introduction part 301 and the dispersion part 302, and a packing 305 is sandwiched between the dispersion part 302 and the discharge part 303.
  • the introduction part 301 is provided with an oil / fat inlet 311 and a catalyst-containing raw material liquid inlet 312, and the oil and fat and the catalyst-containing raw material liquid that have flowed in through them are merged to form a mixed liquid at the dispersion part 302, and a discharge part It flows out from 303.
  • the inner diameter of the flow path of the introduction part 301 was 2.5 mm.
  • the dispersion part 302 is provided with an orifice having an inner diameter of 0.10 mm and a length of 0.30 mm.
  • the liquid flows from a narrow area (orifice) of the flow path to a thick area, and the flow path is rapidly expanded, whereby the mixing of the oil and the catalyst-containing raw material liquid is promoted, and a desired mixed liquid (dispersion) is obtained.
  • the fat is sunflower oil and is a continuous phase.
  • the catalyst-containing raw material liquid is a dispersed phase in which a catalyst is dispersed in methanol.
  • the configuration of the fuel synthesizing apparatus in the present embodiment is the same as that in the first embodiment.
  • the difference is that the catalyst is an ionic liquid. Therefore, in this embodiment, the catalyst-containing raw material liquid obtained by mixing the raw material methanol and the ionic liquid having the function of the catalyst is stored in the chemical liquid tank 130b shown in FIG.
  • An alkali catalyst such as sodium hydroxide or potassium hydroxide may be further added to the catalyst-containing raw material liquid.
  • the ionic liquid refers to a salt in a liquid state, and in a narrow sense, refers to a compound that includes a cation and an anion and is liquid at room temperature and normal pressure.
  • the ionic liquid is classified into a pyridine type, an alicyclic amine type, and an aliphatic amine type depending on the kind of the cation.
  • Specific examples of the cation include 1,3-dialkylimidazolium ions and 1,3,5-trialkylimidazolium ions having an imidazole ring, and 1-alkylpyridinium ions having a pyridine ring.
  • Specific examples of anions include tetrafluoroborate (BF 4 ⁇ ), hexafluorophosphate (PF 6 ⁇ ), and the like.
  • This ionic liquid has various excellent characteristics such as non-volatility, incombustibility, and stability. Among them, there is an idea that an ionic liquid is regarded as a novel surfactant.
  • an imidazolium type ionic liquid if a long-chain alkyl group is used as one of the alkyl groups bonded to the imidazolium ring, the chemical structure is similar to that of a cationic surfactant. Therefore, when such an ionic liquid is dissolved in water, a molecular assembly similar to the surfactant is formed.
  • C 4 mimBF 4 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate
  • C 8 mimCl, C 8 mimI, C 4 mimC 8 SO 4 C 9 mimBr, C 10 mimBr, C 10 mimCl, C 12 mimBr, C 12 mimCl, C 12 mimBF 4 , C 14 mimBr, C 16 mimBr and the like are available.
  • the alkyl chain is C 8 or more, micelles are likely to be formed as in the case of ordinary surfactants.
  • FIG. 3 shows a microscopic state of the liquid mixture generated through the mixer 101 shown in FIG. 1 when an ionic liquid having such characteristics is selected and used.
  • the heating by the microwave is the same as in Example 1, and most of the microwave is absorbed by the methanol 112 and heated. Therefore, it is possible to heat only the methanol 112 without heating the oil 111.
  • the ionic liquid 115 concentrated on the interface between the fat 111 and the methanol 112 absorbs microwaves more easily than the methanol 112, so the interface portion is locally heated. The Therefore, only the periphery of the ionic liquid 115 for which a reaction is desired becomes a high temperature. Therefore, the energy supplied for the reaction can be suppressed.
  • the mixed liquid after heating contains a fuel component (biodiesel) as a product, glycerin as a by-product, and remaining methanol and ionic liquid, but biodiesel and ionic liquid do not mix with each other. Can be easily separated. Further, since water and methanol can be easily separated by a method such as distillation, the ionic liquid and other substances can be easily separated.
  • the ionic liquid can be reused, and the amount of waste can be suppressed.
  • the configuration of the fuel synthesizing apparatus in the present embodiment is the same as that in the first embodiment.
  • the difference is that the catalyst is a solid catalyst. Therefore, in the present embodiment, the catalyst-containing raw material liquid obtained by mixing the raw material methanol and the solid catalyst is stored in the chemical liquid tank 130b shown in FIG.
  • the solid catalyst is previously mixed with methanol. Further, even during storage, the solid catalyst is uniformly dispersed in methanol by stirring the catalyst-containing raw material liquid constantly or intermittently with the stirrer 131b shown in FIG.
  • the stirrer 131b may be a magnetic stirrer or an ultrasonic stirrer as long as the catalyst-containing raw material liquid can be stirred.
  • FIG. 4 shows a microscopic state of the mixed liquid generated by passing through the mixer 101 shown in FIG. 1 when a solid catalyst is used.
  • fine droplets of methanol 112 are generated in the oil 111 flowing through the pipe 203.
  • the solid catalyst 116 is included in the fine droplets of methanol 112.
  • the solid catalyst include lime, clay, metal oxide, calcium oxide, calcium hydroxide, ion exchange resin, and zirconia sulfate, but are not limited thereto.
  • the calorific value of a substance heated by microwaves is not only proportional to the relative dielectric loss rate of the substance, but also proportional to the electrical conductivity and magnetic loss rate of the substance. Therefore, when the solid catalyst 116 that has a larger specific dielectric loss factor, electrical conductivity, or magnetic loss factor and absorbs microwaves more easily than the methanol 112 is used, the mixture including the oil 111, the methanol 112, and the solid catalyst 116 is mixed. In the liquid, the solid catalyst 116 can be selectively heated by microwaves.
  • the solid catalyst 116 is contained in the fine droplets of methanol 112, it always exists in the vicinity of the interface between the oil 111 and the methanol 112 where the reaction occurs, and is selectively heated by the microwave. For this reason, the vicinity of the interface between the fat 111 and the methanol 112 is locally at a high temperature, and the reaction can be promoted. Furthermore, since it is not necessary to heat the whole liquid mixture, the energy to be used can be suppressed.
  • the mixed liquid after the reaction contains a fuel component (biodiesel) as a product, glycerin as a by-product, and remaining methanol and a solid catalyst.
  • a fuel component biodiesel
  • glycerin as a by-product
  • remaining methanol and a solid catalyst.
  • the solid catalyst can be easily separated by a filter or the like. Therefore, the separated and recovered solid catalyst can be reused over and over again, and the amount of waste can be reduced.
  • the difference from the first embodiment is that methanol and the catalyst are stored in separate tanks.
  • FIG. 5 shows a schematic configuration of the fuel synthesizing apparatus of the present embodiment. Only the differences from the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • a raw material tank 230b for storing methanol as a raw material and a catalyst tank 230c for storing ionic liquid as a catalyst are provided separately.
  • Pipes 211b and 211c are connected to these tanks, respectively.
  • the pipes 211b and 211c are connected to the mixer 101b, and the mixer 101b is connected to the mixer 101a via the pipe 212.
  • the pipes 211b and 211c are provided with liquid feeding pumps 215b and 215c.
  • the mixer 101b is a premixing unit.
  • the raw material methanol and the catalyst ionic liquid are sent to the mixer 101b by the liquid feed pumps 215b and 215c, respectively, and mixed therein to become a catalyst-containing raw material liquid.
  • This catalyst-containing raw material liquid is sent to the mixer 101a and mixed with the oil or fat as the raw material to form a mixed liquid.
  • the width of the flow path (the diameter or minimum dimension of the flow path) inside the mixers 101a and 101b is several tens of ⁇ m to several hundreds of ⁇ m.
  • the amount of ionic liquid relative to methanol can be controlled.
  • the particle diameter of the fine droplets of the catalyst-containing raw material liquid can be controlled by using the mixer 101a having the flow path.
  • the reaction can be performed uniformly and with high efficiency, and the yield of the fuel component can be stabilized.
  • the difference from the fourth embodiment is that a back pressure valve is provided on the downstream side of the reaction tube.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration of the fuel synthesizing apparatus of the present embodiment. Only the differences from the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • a back pressure valve 140 is installed in the pipe 205 on the downstream side of the reaction tube 102.
  • the fats and oils, methanol, and ionic liquid constituting the mixed liquid are pressurized by the liquid feed pumps 105 a, 215 b, and 215 c, introduced into the mixer 101 a, reacted in the reaction tube 102, and the product liquid tank 130 d through the pipe 205. Sent to.
  • the back pressure valve 140 since the back pressure valve 140 is installed in the pipe 205, the upstream side of the back pressure valve 140 is in a pressurized state, and boiling of the mixed liquid and product liquid in the reaction tube 102 is suppressed. Therefore, the liquid mixture can be reacted with the temperature kept high.
  • the methanol having the lowest boiling point among the components constituting the mixed solution is methanol, and its boiling point is about 64 ° C. When methanol boils, the reaction is significantly suppressed.
  • the reaction can proceed in a liquid state even when the boiling point of methanol is 64 ° C. or higher.
  • the higher the temperature the higher the reaction rate constant of the chemical reaction, so the reaction proceeds faster. Also in the transesterification reaction of this example, when the temperature is increased, the reaction rate constant increases and the reaction proceeds faster. Therefore, the chemical reaction itself can be promoted by installing the back pressure valve 140 downstream of the reaction tube 102 as in the present embodiment.
  • the difference from the first embodiment in the configuration of the fuel synthesizing apparatus of the present embodiment is that a valve is provided in the piping and a part of the product liquid is refluxed from the product liquid tank between the mixer and the reaction tube. This is the point where piping is provided.
  • FIG. 7 shows a schematic configuration of the fuel synthesizing apparatus of the present embodiment. Only the differences from the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the pipes 201a and 201b are provided with valves 145a and 145b, respectively.
  • the valves 145a and 145b are installed downstream of the liquid feed pumps 105a and 105b, respectively.
  • a pipe 209 is provided between the product liquid tank 130 d and the pipe 203 on the upstream side of the reaction tube 102.
  • a liquid feed pump 105 d is installed in the pipe 209 so that the product liquid can be pressurized and returned to the pipe 203.
  • the pipe 209 is provided with a valve 145c.
  • the catalyst which can be used in a present Example is alkali catalysts, such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, an ionic liquid, a solid catalyst.
  • the valve 145a and 145b are opened and the valve 145c is closed. Thereafter, when the product liquid is accumulated in the product liquid tank 130d, the valve 145c is opened, the valves 145a and 145b are closed, and the liquid feed pump 105d is operated. As a result, the product liquid stored in the product liquid tank 130d is again introduced into the reaction tube 102 and irradiated with microwaves.
  • the reaction further proceeds by microwave irradiation. Then, in a state where the concentration of the fuel component is increased, the fuel component returns to the product liquid tank 130d and circulates.
  • valve 145a and the valve 145b may be opened and the liquid feed pump 105a and the liquid feed pump 105b may be kept operating.
  • the new liquid mixture of fats and oils, methanol and catalyst mixed in the mixer 101 and the product liquid from the product liquid tank 130 d which has reacted once or more are mixed and introduced into the reaction tube 102.
  • the mixed liquid heated by the microwave in the reaction tube 102 circulates and is heated by the microwave in the reaction tube 102 many times, even if the reaction is not completed by a single heating, it is ensured.
  • the reaction can be allowed to proceed to the end, and the product biodiesel can be obtained in high yield.
  • the configuration of the fuel synthesizing apparatus in this embodiment is the same as that in the above embodiment, but after introducing the mixed liquid into the reaction tube in the operation of the apparatus, the additional introduction is stopped and the mixed liquid is retained in the reaction tube. The point that the reaction proceeds by irradiation with microwaves for a long time is different.
  • the liquid feed pumps 105a and 105b are operated to introduce the mixed liquid into the reaction tube 102, and the microwave irradiation unit 100 irradiates the microwave to heat the mixed liquid. Then, in a state where this mixed liquid fills the reaction tube 102, the liquid feed pumps 105a and 105b are stopped for a certain period of time, microwave irradiation is continued, and the mixed liquid is further heated. At this time, the temperature of the mixed solution is measured by the temperature measuring units 108a and 108b, and the output of the microwave is adjusted so as to be a desired temperature.
  • the liquid feed pumps 105a and 105b are operated again and heated, and the reacted liquid mixture is sent to the product liquid tank 130d and unheated mixing.
  • the liquid is introduced into the reaction tube 102.
  • the liquid feed pumps 105a and 105b are stopped for a certain time, irradiated with microwaves, and the mixed liquid is heated.
  • the heating time can be lengthened, the reaction can be advanced, and the concentration of the fuel component can be increased.
  • the microwave may be constantly irradiated, or may be irradiated only when the liquid feeding pumps 105a and 105b are stopped and the mixed liquid is stopped in the reaction tube 102. .
  • the temperature distribution between the inlet and outlet of the reaction tube 102 can be reduced. Further, by adjusting the output of the microwave, it is possible to control the temperature so that the temperature of the entire liquid mixture in the reaction tube 102 is raised to a desired temperature and kept constant at that temperature. Thereby, reaction can be advanced reliably and a desired yield can be obtained.
  • fine alcohol droplets can be dispersed in fats and oils.
  • the contact interface area of fats and oils and alcohol increases, and it becomes possible to advance reaction rapidly.
  • an ionic liquid when used as a catalyst, an alcohol and an ionic liquid are mixed in advance to prepare a catalyst-containing raw material liquid, and then the catalyst-containing raw material liquid and the fat / oil are mixed so that the oil / fat is contained. Fine droplets of the catalyst raw material liquid can be dispersed, and the ionic liquid can be concentrated in the vicinity of these interfaces, so that the reaction can proceed rapidly.
  • alcohol since alcohol has a higher dielectric loss factor than oil and fat, and absorbs microwaves, the alcohol is mainly heated, and the reaction proceeds at the interface between the fine droplets of the catalyst-containing raw material liquid containing alcohol and the oil and fat. . Oils and fats hardly absorb microwaves, and only alcohol absorbs microwaves and is heated, so that the entire mixture is not heated, and microwave energy can be efficiently used for the reaction. .
  • the oil and fat and alcohol are used when microwaves are irradiated to the fine droplets of the catalyst-containing raw material liquid containing the alcohol and ionic liquid present in the fat and oil.
  • Microwaves are mainly absorbed and heated by the ionic liquid concentrated near the interface. By this action, the reaction is promoted and it is not necessary to heat the whole liquid mixture, so that microwave energy can be efficiently used for the reaction.
  • the catalyst when a solid catalyst that easily absorbs microwaves is selected as the catalyst, when the microwave is irradiated to the fine droplets of the catalyst-containing raw material liquid containing the alcohol and the solid catalyst present in the oil and fat, the oil and the alcohol and Microwaves are mainly absorbed and heated by the solid catalyst concentrated near the interface. By this action, the reaction is promoted and it is not necessary to heat the whole liquid mixture, so that microwave energy can be efficiently used for the reaction. Further, since the solid catalyst can be easily separated, it can be reused and the amount of waste can be reduced.
  • SYMBOLS 100 Microwave irradiation part, 101, 101a, 101b: Mixer, 102: Reaction tube, 103: Stub tuner, 104: Movable short circuit board, 105a, 105b, 105d, 215b, 215c: Liquid feeding pump, 108a, 108b: Temperature measurement unit, 111: oil and fat, 112: methanol, 115: ionic liquid, 116: solid catalyst, 130a, 230b: raw material tank, 130b: chemical liquid tank, 130d: product liquid tank, 131a, 131b, 131d, 231b, 231c: Stirrer, 140: back pressure valve, 145a, 145b, 145c: valve, 230c: catalyst tank, 300: mixer, 301: introduction part, 302: dispersion part, 303: discharge part, 304, 305: packing, 306: bolt, 311: Oil / fat inlet, 312: Catalyst

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Description

燃料合成方法及び燃料合成装置
　本発明は、燃料の合成方法及び燃料の合成装置に関する。
　地下資源の原油を製油所で精製して作られる軽油、重油等は、原油から精製する過程及び燃料として燃焼する過程において二酸化炭素を排出し、地上の二酸化炭素量を増加させる。そして、この二酸化炭素の増加は、地球温暖化の一因と考えられている。このため、地球温暖化防止の観点から、植物性油脂を原料とするバイオディーゼル燃料が注目されている。
　バイオディーゼル燃料は、植物由来又は動物由来の油脂（トリグリセリド）を主原料として製造される燃料であって、ディーゼルエンジンを稼働させる液体燃料の代替品である。油脂の主成分はトリグリセリドである。植物由来の場合、大気中の二酸化炭素を吸収した植物が太陽のエネルギーを用いた光合成により生体内で合成し、生体内に蓄えた油脂を主原料とするものである。
　大気中の二酸化炭素を吸収して作られた油脂を主原料としたバイオディーゼル燃料は、燃料として燃焼したとしても、発生する二酸化炭素が再び植物に吸収されるため、二酸化炭素の循環がなされ、地上の二酸化炭素量は増加しないと考えられている。この考えは、カーボンニュートラルと呼ばれており、近年大きな注目を集めている。
　バイオディーゼル燃料は、様々な製造方法によって製造することができる。その方法の一つに、植物性油脂とメタノールとを触媒の存在下でエステル交換反応させることにより、バイオディーゼル燃料の主成分となる脂肪酸メチルエステル（ＦＡＭＥ）を合成するものがある。
　例えば、特許文献１には、植物又は動物由来の脂肪酸を、イオン液体の存在下でエステル化する方法が記載されている。特許文献１には、イオン液体は、溶媒及び／又は触媒として作用すると記載されている。
特表２００８－５３３２３２号公報
　特許文献１に記載の方法においては、原料である油脂、アルコール及びイオン液体の混合方法は、通常の磁気攪拌機の攪拌子によるものであり、互いに混ざり合わない油脂とアルコールとの界面積が大きくならないため、反応に時間を要する点で改善の余地があった。この問題は、原料である油脂とアルコールとの界面近傍にイオン液体が十分に接触しにくいこととも関連がある。
　また、加熱方法に関しては、従来のヒーター加熱の場合、反応容器全体を加熱するため、エネルギー効率が低い。マイクロ波による加熱の場合も、水を含まない反応液に対しては、マイクロ波のエネルギーが吸収されにくいという課題があった。
　本発明は、燃料の合成において、複数の原料の接触面積を増大するとともに、原料同士が接触する界面近傍に触媒を集中し、マイクロ波のエネルギーの利用効率を高めることを目的とする。
　本発明の燃料合成方法は、アルコールと触媒とを混合して含触媒原料液を作製した後、含触媒原料液に油脂を混合して混合液を作製し、混合液にマイクロ波を照射することにより、油脂を構成する脂肪酸とアルコールとが結合した脂肪酸エステルを合成することを特徴とする。
　本発明によれば、液体の油脂に触媒を含むアルコールの微小液滴を分散することができ、マイクロ波のエネルギーの利用効率を高めることができ、反応を迅速に進行させることができる。
実施例の燃料合成装置を示す概略構成図である。 油脂とメタノールとの混合状態を示す模式図である。 油脂とメタノールとイオン液体との混合状態を示す模式図である。 油脂とメタノールと固体触媒との混合状態を示す模式図である。 実施例の燃料合成装置を示す概略構成図である。 実施例の燃料合成装置を示す概略構成図である。 実施例の燃料合成装置を示す概略構成図である。 実施例の混合器を示す分解斜視図である。
　本発明は、燃料合成方法及び燃料合成装置に関するものである。以下では、例として、バイオディーゼル燃料の合成について説明するが、他の燃料の合成にも適用可能である。
　以下、本発明の実施形態に係る燃料合成方法及び燃料合成装置について説明する。
　前記燃料合成方法は、アルコールと触媒とを混合して含触媒原料液を作製した後、含触媒原料液と油脂とを混合して混合液を作製し、混合液にマイクロ波を照射することにより、油脂を構成する脂肪酸とアルコールとが結合した脂肪酸エステルを合成することを特徴とする。
　前記燃料合成方法において、混合液は、油脂に含触媒原料液の液滴が分散したものであることが望ましい。
　前記燃料合成方法において、触媒は、イオン液体であることが望ましい。
　前記燃料合成方法において、イオン液体の比誘電損率は、メタノールの比誘電損率よりも大きいことが望ましい。
　前記燃料合成方法において、触媒は、固体であることが望ましい。
　前記燃料合成方法において、マイクロ波の照射は、混合液を標準気圧以上に加圧して行い、混合液の温度を標準沸点以上にすることが望ましい。
　前記燃料合成方法において、マイクロ波を照射した混合液に、少なくとももう一度マイクロ波を照射することが望ましい。
　前記燃料合成方法において、マイクロ波の照射は、混合液の導入を停止し、混合液が滞留した状態で行い、その後、混合液を入れ替え、再び混合液の導入を停止し、混合液が滞留した状態でマイクロ波を照射することが望ましい。
　前記燃料合成装置は、アルコール及び触媒を含む含触媒原料液と油脂とを混合して混合液を作製する混合部と、混合液にマイクロ波を照射するマイクロ波照射部とを備え、マイクロ波照射部は、油脂を構成する脂肪酸とアルコールとが結合した脂肪酸エステルを合成する機能を有することを特徴とする。
　前記燃料合成装置において、混合液は、油脂に含触媒原料液の液滴が分散したものであることが望ましい。
　前記燃料合成装置は、さらに、アルコールと触媒とを混合して含触媒原料液を作製する予混合部を備えたものであることが望ましい。
　前記燃料合成装置においては、マイクロ波照射部における混合液を加圧可能とすることが望ましい。
　前記燃料合成装置は、さらに、マイクロ波照射部を通過した混合液をマイクロ波照射部に還流する流路を備えたものであることが望ましい。
　前記燃料合成装置において、マイクロ波照射部は、導入を停止し滞留している混合液にマイクロ波を照射することが望ましい。
　以下、実施例について図面を用いて説明する。
　図１は、本実施例の燃料合成装置の概略構成を示したものである。
　本図に示す燃料合成装置は、複数の薬液を混合するための混合器１０１（混合部）と、マイクロ波照射部１００とを備えている。混合器１０１には、原料タンク１３０ａが配管２０１ａを介して接続され、薬液タンク１３０ｂが配管２０１ｂを介して接続されている。原料タンク１３０ａは、原料である油脂をためておくものである。また、薬液タンク１３０ｂは、原料であるメタノールと、触媒とを混合した含触媒原料液をためておくものである。混合器１０１においては、配管２０１ａから導入される油脂と、配管２０１ｂから導入される含触媒原料液とが合流して混合されるようになっている。混合器１０１の内部の流路の幅（流路の直径又は最小寸法）は、数十μｍ～数百μｍであることが望ましい。このような流路においては、容易に含触媒原料液の微小液滴が油脂に分散された状態となる。
　さらに、油脂と含触媒原料液とが、いずれかの流れの中に噴射される構造であることが望ましい。これにより、撹拌を促進し、含触媒原料液を分散することができる。
　また、このような流路を有する混合器１０１を用いることにより、含触媒原料液の微小液滴の粒径を制御することができ、かつ、粒径を均一にすることができる。
　マイクロ波照射部１００は、図示しないマイクロ波発振機と、導波管５０１と、スタブチューナー１０３と、可動短絡板１０４と、反応管１０２とを含む構成である。反応管１０２は、導波管５０１を貫通するように配置されている。反応管１０２の入口側と混合器１０１とは、配管２０３で接続されている。また、反応管１０２の出口側は、配管２０５を介して生成液タンク１３０ｄに接続されている。マイクロ波照射部１００における反応により得られた燃料を含む液は、配管２０５を介して生成液タンク１３０ｄに送られるようになっている。
　配管２０１ａには、原料タンク１３０ａの油脂を送液するための送液ポンプ１０５ａが設置してあり、配管２０１ｂには、薬液タンク１３０ｂの含触媒原料液を送液するための送液ポンプ１０５ｂが設置してある。原料タンク１３０ａ、薬液タンク１３０ｂ及び生成液タンク１３０ｄにはそれぞれ、攪拌機１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｄが配置してあり、それぞれの液を撹拌できるようになっている。
　反応管１０２の入口側及び出口側にはそれぞれ、温度計測部１０８ａ、１０８ｂが設けてある。ここで、温度計測部１０８ａ、１０８ｂとしては、熱電対、赤外線放射温度計、光ファイバー温度計などを用いることができる。このうち、光ファイバー温度計は、感温部に蛍光物質を設け、この蛍光物質に励起用の光を照射し、発生した蛍光をセンサによって検出することにより温度を測定するものである。このため、光ファイバー温度計は、マイクロ波照射環境下でもマイクロ波の影響を受けず、また、電磁界分布にも影響を与えずに詳細に温度を計測できるため、特に望ましい。本実施例においては、Neoptix製、T/Guard、T1 sensorの光ファイバー温度計を用いた。
　原料である油脂は、送液ポンプ１０５ａにより原料タンク１３０ａから混合器１０１に導入される。また、メタノールと触媒との混合物である含触媒原料液は、送液ポンプ１０５ｂにより薬液タンク１３０ｂから混合器１０１に導入される。混合器１０１内においては、油脂と含触媒原料液とが混合され、含触媒原料液に含まれるメタノールの微小液滴が油脂に分散された状態の混合液が得られる。
　図２は、この混合液の微視的な状態を模式的に示したものである。
　本図に示すように、配管２０３においてメタノール１１２の微小液滴が油脂１１１に分散された状態となる。
　その後、この混合液は、図１に示す反応管１０２に導入され、マイクロ波の照射を受け、加熱され、反応する。図１に示す温度計測部１０８ｂで反応後の混合液の出口温度を計測し、所望の温度になるようにマイクロ波の出力を調整する。ここで、触媒は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ触媒が望ましい。触媒がアルカリ触媒の場合、触媒は、メタノール１１２に溶解した状態で分散されている。すなわち、メタノール１１２は、含触媒原料液である。
　本実施例の構成によれば、油脂１１１とメタノール１１２との界面積が大きくなるため、反応を迅速化することが可能となる。
　油脂１１１とメタノール１１２との混合液にマイクロ波を照射すると、メタノールがマイクロ波の大部分を吸収し、加熱される。これは、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波の温度２５℃における比誘電損率が、油脂の場合に０．１以下であるのに対し、メタノールの場合、約１３であり、比誘電損率に比例する発熱量が、メタノールの方が大きくなるためである。よって、油脂を加熱することなく、メタノールのみを加熱することができる。したがって、混合液全体を加熱する必要がなく、使用するエネルギーを抑えることができる。
　また、混合液の反応により生成した燃料成分（バイオディーゼル）の主成分である脂肪酸メチルエステルは、油脂１１１に溶解しやすいため、油脂１１１（油脂相）に移動する。油脂１１１は、比誘電損率が小さく、マイクロ波をほとんど吸収しないため、マイクロ波によりほとんど加熱されず、その温度は、反応が進行する界面よりも低い。
　したがって、本実施例によれば、生成物の不必要な加熱を抑制することができ、生成物の分解を抑制することができる。
　ここで、マイクロ波照射部１００について詳細に説明する。
　マイクロ波発振機から発振されたマイクロ波は、可動短絡板１０４まで入射し、可動短絡板１０４で反射する。このとき、入射波と反射波とが干渉することにより、マイクロ波照射部１００内には定在波が生成する。物質に吸収されるマイクロ波エネルギーは、電界強度の二乗に比例するため、この生成した定在波の電界強度が強くなる部分に反応管１０２を設置すると、反応管１０２内を流れる反応液に効率よくマイクロ波を吸収させることが可能となる。
　また、スタブチューナー１０３は、マイクロ波照射部１００内のインピーダンスを調整するために設置されている。なお、マイクロ波照射部１００内のインピーダンスが調整できれば、スタブチューナー１０３でなくてもよく、例えばＥＨチューナーなどでもよい。
　さらに、可動短絡板１０４は、マイクロ波の進行方向に可動としてあり、その位置を調節することで、定在波の位置を微調整することができ、反応管１０２内を流れる反応液に効率よくマイクロ波を吸収させることが可能となる。
　反応管１０２は、マイクロ波を透過しやすく、比誘電損率の小さい材料で構成するのが好ましい。具体的には、ガラス、樹脂、セラミックなどである。また、その形状は、直管、螺旋管、多重螺旋管などが好ましいが、これらに限られるものではない。また、本実施例においては、矩形の導波管５０１を用いたが、導波管５０１は、円筒形など他の形状でもよい。また、マイクロ波の伝送手段としては、導波管の代わりに同軸ケーブル等の伝送装置を用いてもよい。
　単なる電子レンジに反応管１０２を入れただけでは、マイクロ波は電子レンジ内を乱反射するため、反応液にマイクロ波を効率的に吸収させることはできないが、前記の構成によると、マイクロ波を反応液に集中的に照射することができ、効率的に反応液を加熱することが可能となる。
　図８は、混合器の例を示したものである。
　本図において、混合器３００は、導入部３０１、分散部３０２及び排出部３０３を合わせて形成するようになっている。導入部３０１と分散部３０２との間には、パッキン３０４を挟み、分散部３０２と排出部３０３との間には、パッキン３０５が挟むようになっている。これらを重ね、ボルト３０６で締め付けることにより、固定し、液漏れを防止することができる。
　導入部３０１には、油脂流入口３１１及び含触媒原料液流入口３１２が設けてあり、これらを介して流入した油脂と含触媒原料液とが合流し、分散部３０２で混合液となり、排出部３０３から流出する。
　本実施例においては、導入部３０１の流路の内径は、２．５ｍｍとした。
　分散部３０２には、内径０．１０ｍｍ、長さ０．３０ｍｍのオリフィスが設けてある。液が流路の細い領域（オリフィス）から太い領域に流れ、流路が急拡大することにより、油脂と含触媒原料液との混合が促進され、所望の混合液（分散液）が得られる。
　本図において、油脂は、ヒマワリ油であり、連続相である。一方、含触媒原料液は、メタノールに触媒が分散した分散相である。
　本実施例における燃料合成装置の構成は、実施例１と同様である。触媒をイオン液体とした点が異なる。よって、本実施例においては、図１に示す薬液タンク１３０ｂに、原料であるメタノールと、触媒の機能を有するイオン液体とを混合した含触媒原料液が貯留してある。なお、含触媒原料液には、更に水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ触媒を加えてもよい。
　ここで、イオン液体とは、液体状態の塩をいい、狭義には、カチオン及びアニオンを成分とし、常温常圧で液体の化合物をいう。
　イオン液体は、カチオンの種類によってピリジン系、脂環族アミン系及び脂肪族アミン系に類別される。カチオンの具体例としては、イミダゾール環を有する1,3-ジアルキルイミダゾリウムイオン及び1,3,5-トリアルキルイミダゾリウムイオン、ピリジン環を有する1-アルキルピリジニウムイオンが挙げられる。また、アニオンの具体例としては、テトラフルオロボレート（BF4 -）、ヘキサフルオロホスフェート（PF6 -）等が挙げられる。
　このイオン液体は、不揮発性、不燃性、安定性などの様々な優れた特徴を有している。その中で、イオン液体を新規な界面活性剤と捉える考え方がある。
　例えば、イミダゾリウム型のイオン液体の場合、イミダゾリウム環に結合したアルキル基のひとつに長鎖のアルキル基を用いると、陽イオン性界面活性剤と類似した化学構造になる。したがって、このようなイオン液体を水に溶かすと、界面活性剤と同様の分子集合体を形成する。例えば、このようなイオン液体として、1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate（C4mimBF4と略記される。以下、同様の略記法を用いる。）、C8mimCl、C8mimI、C4mimC8SO4、C9mimBr、C10mimBr、C10mimCl、C12mimBr、C12mimCl、C12mimBF4、C14mimBr、C16mimBrなどがある。アルキル鎖がC8以上になると、通常の界面活性剤と同様にミセルが形成されやすくなる。
　図３は、このような特徴を有するイオン液体を選択して使用した場合に、図１に示す混合器１０１を通過して生じた混合液の微視的な状態を示したものである。
　本図において、配管２０３を流れる油脂１１１中には、メタノール１１２の微小液滴が生じている。そして、油脂１１１とメタノール１１２との界面にイオン液体１１５の分子が規則的に配列され、逆ミセルを形成した状態となる。
　マイクロ波による加熱に関しては、実施例１と同様であり、マイクロ波の大部分がメタノール１１２に吸収され、加熱される。よって、油脂１１１を加熱することなく、メタノール１１２のみを加熱することができる。
　さらに、イオン液体１１５の比誘電損率がメタノール１１２の比誘電損率よりも大きい場合、更に効果的である。
　この場合、図３に示すように、油脂１１１とメタノール１１２との界面に集中して存在するイオン液体１１５は、メタノール１１２よりもマイクロ波を吸収しやすいため、当該界面部分が局所的に加熱される。よって、反応が望まれるイオン液体１１５の周辺部のみが高温度となる。したがって、反応のために供給するエネルギーを抑制することができる。
　さらに、加熱後の混合液には、生成物である燃料成分（バイオディーゼル）、副生成物であるグリセリン並びに残ったメタノール及びイオン液体が含まれるが、バイオディーゼルとイオン液体とが混ざり合わないため、容易に分離することができる。また、水やメタノールは、蒸留などの方法により容易に分離することができるため、イオン液体とその他の物質とは容易に分離することができる。
　したがって、本実施例によれば、イオン液体を再利用することが可能であり、廃棄物の量を抑制することができる。
　本実施例における燃料合成装置の構成は、実施例１と同様である。触媒を固体触媒とした点が異なる。よって、本実施例においては、図１に示す薬液タンク１３０ｂに、原料であるメタノールと、固体触媒とを混合した含触媒原料液が貯留してある。
　固体触媒は、メタノールとあらかじめ混合しておく。また、保存中においても、図１に示す攪拌機１３１ｂで常時又は間欠的に含触媒原料液を攪拌することにより、固体触媒がメタノールに均一に分散するようにしておく。攪拌機１３１ｂは、含触媒原料液を攪拌できれば、磁性攪拌機でも、超音波攪拌機でもよい。
　図４は、固体触媒を用いた場合に、図１に示す混合器１０１を通過して生じた混合液の微視的な状態を示したものである。
　本図において、配管２０３を流れる油脂１１１中には、メタノール１１２の微小液滴が生じている。そして、そのメタノール１１２の微小液滴中に固体触媒１１６が包含された状態となっている。なお、固体触媒としては、石灰、クレー、金属酸化物、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、イオン交換樹脂、硫酸ジルコニアなどが考えられるが、これらに限られるものではない。
　マイクロ波により加熱される物質の発熱量は、前述したように、物質の有する比誘電損率に比例するほか、物質が有する電気伝導率及び磁気損失率にも比例する。よって、比誘電損率、電気伝導率及び磁気損失率のうちいずれかが大きく、メタノール１１２よりもマイクロ波を吸収しやすい固体触媒１１６を使用すると、油脂１１１、メタノール１１２及び固体触媒１１６を含む混合液において固体触媒１１６を選択的にマイクロ波により加熱することが可能となる。
　この場合に、固体触媒１１６は、メタノール１１２の微小液滴中に含まれるため、反応が生じる油脂１１１とメタノール１１２との界面近傍に常に存在し、マイクロ波によって選択的に加熱される。このため、油脂１１１とメタノール１１２との界面付近が局所的に高温度となり、反応を促進することができる。さらに、混合液全体を加熱する必要がないため、使用するエネルギーを抑えることができる。
　反応後の混合液は、生成物である燃料成分（バイオディーゼル）、副生成物であるグリセリン、並びに残ったメタノール及び固体触媒が含まれるが、固体触媒は、フィルターなどで容易に分離することができるため、分離回収した固体触媒を何度も繰り返し再利用することが可能であり、廃棄物の量を低減することができる。
　本実施例の燃料合成装置の構成において実施例１と異なる点は、メタノールと触媒とを別々のタンクに貯留する点である。
　図５は、本実施例の燃料合成装置の概略構成を示したものである。本図を用いて実施例１と異なる点のみを説明する。
　本図においては、原料であるメタノールを貯留する原料タンク２３０ｂと、触媒であるイオン液体を貯留する触媒タンク２３０ｃとが分けて設けてある。これらのタンクにはそれぞれ、配管２１１ｂ、２１１ｃが接続してある。配管２１１ｂ、２１１ｃは、混合器１０１ｂに接続してあり、混合器１０１ｂは、配管２１２を介して混合器１０１ａに接続してある。配管２１１ｂ、２１１ｃには、送液ポンプ２１５ｂ、２１５ｃが設けてある。ここで、混合器１０１ｂは、予混合部である。
　原料であるメタノールと、触媒であるイオン液体とは、それぞれ、送液ポンプ２１５ｂ、２１５ｃによって混合器１０１ｂに送られ、ここで混合され、含触媒原料液となる。この含触媒原料液が混合器１０１ａに送られ、原料である油脂と混合され、混合液となる。
　混合器１０１ａ、１０１ｂの内部の流路の幅（流路の直径又は最小寸法）は、数十μｍ～数百μｍであることが望ましい。
　このような流路を有する混合器１０１ｂを用いることにより、メタノールに対するイオン液体の量も制御することができる。また、上記の流路を有する混合器１０１ａを用いることにより、含触媒原料液の微小液滴の粒径を制御することができる。
　さらに、混合器１０１ａ、１０１ｂを組み合わせることにより、反応を均一に、かつ、高効率に行うことができ、燃料成分の収率を安定させることができる。
　本実施例の燃料合成装置の構成において実施例４と異なる点は、反応管の下流側に背圧弁を設けてある点である。
　図６は、本実施例の燃料合成装置の概略構成を示したものである。本図を用いて実施例４と異なる点のみを説明する。
　本図においては、反応管１０２の下流側の配管２０５に背圧弁１４０が設置してある。
　混合液を構成する油脂、メタノール及びイオン液体はそれぞれ、送液ポンプ１０５ａ、２１５ｂ、２１５ｃによって加圧されて混合器１０１ａに導入され、反応管１０２で反応し、配管２０５を介して生成液タンク１３０ｄに送られる。
　本実施例においては、配管２０５に背圧弁１４０が設置されているため、背圧弁１４０の上流側が加圧状態となり、反応管１０２における混合液及び生成液の沸騰が抑制される。よって、温度を高く保った状態で液体状態の混合液を反応させることができる。
　混合液を構成する成分のうち最も沸点が低いのは、メタノールであり、その沸点は約６４℃である。メタノールが沸騰すると、反応が著しく抑制される。
　本実施例に示すように、反応管１０２の下流側に背圧弁１４０を設置することにより、メタノールの沸点である６４℃以上であっても、液体状態で反応を進行させることができる。
　また、一般に、温度が高いほど化学反応の反応速度定数が大きくなるため、反応が速く進行する。本実施例のエステル交換反応においても、温度を高くすると反応速度定数は大きくなり、反応が速く進行する。したがって、本実施例のように反応管１０２の下流側に背圧弁１４０を設置することにより、化学反応自体を促進することが可能となる。
　本実施例の燃料合成装置の構成において実施例１と異なる点は、配管にバルブを設けてある点及び生成液タンクから混合器と反応管との間に生成液の一部を還流するための配管を設けてある点である。
　図７は、本実施例の燃料合成装置の概略構成を示したものである。本図を用いて実施例１と異なる点のみを説明する。
　本図においては、配管２０１ａ、２０１ｂはそれぞれ、バルブ１４５ａ、１４５ｂを備えている。バルブ１４５ａ、１４５ｂはそれぞれ、送液ポンプ１０５ａ、１０５ｂの下流側に設置してある。また、生成液タンク１３０ｄと反応管１０２の上流側の配管２０３との間に配管２０９が設けてある。配管２０９には、送液ポンプ１０５ｄが設置してあり、生成液を加圧して配管２０３に還流することができるようになっている。また、配管２０９には、バルブ１４５ｃが設置してある。なお、本実施例において用いることができる触媒は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ触媒、イオン液体、固体触媒などである。
　装置を稼働させた当初は、生成液タンク１３０ｄに生成液が蓄積されていないため、バルブ１４５ａ、１４５ｂを開き、バルブ１４５ｃを閉じた状態で運転する。その後、生成液タンク１３０ｄに生成液が蓄積された段階でバルブ１４５ｃを開き、バルブ１４５ａ、１４５ｂを閉じ、送液ポンプ１０５ｄを稼働する。これにより、生成液タンク１３０ｄに貯留された生成液が再び反応管１０２に導入され、マイクロ波が照射される。
　生成液タンク１３０ｄに貯留された生成液は、未反応成分を含むため、マイクロ波の照射により、更に反応が進行する。そして、燃料成分の濃度が高くなった状態で生成液タンク１３０ｄに戻り、循環することになる。
　なお、バルブ１４５ａ、バルブ１４５ｂを開けておき、送液ポンプ１０５ａ、送液ポンプ１０５ｂを稼働させたままでもよい。この場合は、混合器１０１で混合された新しい油脂、メタノール及び触媒の混合液と、一度以上反応している生成液タンク１３０ｄからの生成液とが混ざり合い、反応管１０２に導入される。
　この構成によれば、反応管１０２でマイクロ波により加熱された混合液が、循環して何度も反応管１０２でマイクロ波により加熱されるため、一度の加熱では反応が終了しない場合でも、確実に反応を最後まで進行させることが可能となり、生成物であるバイオディーゼルを高収率で得ることができる。
　本実施例における燃料合成装置の構成は、上記の実施例と同様であるが、装置の運転において混合液を反応管に導入した後、追加の導入を停止し、混合液を反応管に滞留させ、長時間マイクロ波を照射することにより、反応を進行させる点が異なる。
　以下、図１を用いて説明する。
　まず、送液ポンプ１０５ａ及び１０５ｂを稼働して反応管１０２に混合液を導入し、マイクロ波照射部１００によりマイクロ波を照射し、混合液を加熱する。そして、この混合液が反応管１０２内を満たした状態で、送液ポンプ１０５ａ及び１０５ｂを一定時間停止し、マイクロ波の照射を継続し、混合液を更に加熱する。この際、温度計測部１０８ａ、１０８ｂで混合液の温度を測定し、所望の温度になるようにマイクロ波の出力を調整する。
　所望の温度に達した場合又は所定の時間が経過した場合に、再度、送液ポンプ１０５ａ及び１０５ｂを稼働し、加熱し、反応した混合液を生成液タンク１３０ｄに送るとともに、加熱されていない混合液を反応管１０２内に導入する。そして、再び、送液ポンプ１０５ａ及び１０５ｂを一定時間停止し、マイクロ波を照射し、混合液を加熱する。
　上記のように、送液ポンプ１０５ａ及び１０５ｂの稼働及び停止の操作を繰り返すことにより、加熱時間を長くし、反応を進行させて、燃料成分の濃度を高めることができる。なお、上記の操作の間、マイクロ波は、常に照射していてもよいし、送液ポンプ１０５ａ、１０５ｂが停止し、混合液が反応管１０２内に停止しているときのみ照射してもよい。
　上記の操作によれば、反応管１０２の入口と出口の間の温度分布を小さくすることができる。また、マイクロ波の出力を調整すれば、反応管１０２内の混合液全体の温度を所望の温度まで上昇させ、その温度で一定に保持する温度制御も可能となる。これにより、反応を確実に進行させ、所望の収率を得ることができる。
　なお、混合液の供給及び停止は、図７に示すバルブ１４５ａ、１４５ｂの開閉によって行うこともできる。
　上記の操作は、実施例１～実施例６のいずれの場合にも適用することができる。
　以下、発明の効果について説明する。
　本発明によれば、油脂の中に微小のアルコールの液滴を分散することができる。これにより、油脂とアルコールとの接触界面積が増大し、反応を迅速に進行させることが可能となる。
　また、イオン液体を触媒として使用する場合に、あらかじめアルコールとイオン液体とを混合して含触媒原料液を作製し、その後、この含触媒原料液と油脂とを混合することにより、油脂中に含触媒原料液の微小液滴を分散することができ、これらの界面付近にイオン液体を集中して、反応を迅速に進行させることができる。
　さらに、アルコールの方が油脂よりも比誘電損率が大きく、マイクロ波を吸収しやすいため、アルコールが主として加熱され、アルコールを含む含触媒原料液の微小液滴と油脂との界面で反応が進む。油脂は、ほとんどマイクロ波を吸収せず、アルコールのみがマイクロ波を吸収して加熱されるため、混合液全体を加熱することがなく、マイクロ波のエネルギーを効率的に反応に利用することができる。
　さらにまた、アルコールよりマイクロ波を吸収しやすいイオン液体を選択すると、油脂中に存在するアルコールとイオン液体とを含む含触媒原料液の微小液滴にマイクロ波が照射された場合に、油脂とアルコールとの界面付近に集中するイオン液体にマイクロ波が主に吸収され、加熱される。この作用により、反応が促進されるとともに、混合液全体を加熱する必要がないため、マイクロ波のエネルギーを効率的に反応に利用することができる。
　また、触媒としてマイクロ波を吸収しやすい固体触媒を選択すると、油脂中に存在するアルコールと固体触媒とを含む含触媒原料液の微小液滴にマイクロ波が照射された場合に、油脂とアルコールとの界面付近に集中する固体触媒にマイクロ波が主に吸収され、加熱される。この作用により、反応が促進されるとともに、混合液全体を加熱する必要がないため、マイクロ波のエネルギーを効率的に反応に利用することができる。また、固体触媒は、分離が容易なため、再利用することができ、廃棄物の量を低減することができる。
　１００：マイクロ波照射部、１０１、１０１ａ、１０１ｂ：混合器、１０２：反応管、１０３：スタブチューナー、１０４：可動短絡板、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｄ、２１５ｂ、２１５ｃ：送液ポンプ、１０８ａ、１０８ｂ：温度計測部、１１１：油脂、１１２：メタノール、１１５：イオン液体、１１６：固体触媒、１３０ａ、２３０ｂ：原料タンク、１３０ｂ：薬液タンク、１３０ｄ：生成液タンク、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｄ、２３１ｂ、２３１ｃ：攪拌機、１４０：背圧弁、１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ：バルブ、２３０ｃ：触媒タンク、３００：混合器、３０１：導入部、３０２：分散部、３０３：排出部、３０４、３０５：パッキン、３０６：ボルト、３１１：油脂流入口、３１２：含触媒原料液流入口、５０１：導波管。

Claims (14)

  1. 　アルコールと触媒とを混合して含触媒原料液を作製した後、該含触媒原料液と油脂とを混合して混合液を作製し、該混合液にマイクロ波を照射することにより、前記油脂を構成する脂肪酸と前記アルコールとが結合した脂肪酸エステルを合成することを特徴とする燃料合成方法。
  2. 　前記混合液は、前記油脂に前記含触媒原料液の液滴が分散したものであることを特徴とする請求項１記載の燃料合成方法。
  3. 　前記触媒は、イオン液体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料合成方法。
  4. 　前記イオン液体の比誘電損率は、メタノールの比誘電損率よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の燃料合成方法。
  5. 　前記触媒は、固体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料合成方法。
  6. 　前記マイクロ波の照射は、前記混合液を標準気圧以上に加圧して行い、前記混合液の温度を標準沸点以上にすることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料合成方法。
  7. 　前記マイクロ波を照射した前記混合液に、少なくとももう一度前記マイクロ波を照射することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の燃料合成方法。
  8. 　前記マイクロ波の照射は、前記混合液の導入を停止し、前記混合液が滞留した状態で行い、その後、前記混合液を入れ替え、再び前記混合液の導入を停止し、前記混合液が滞留した状態で前記マイクロ波を照射することを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の燃料合成方法。
  9. 　アルコール及び触媒を含む含触媒原料液と油脂とを混合して混合液を作製する混合部と、該混合液にマイクロ波を照射するマイクロ波照射部とを備え、該マイクロ波照射部は、前記油脂を構成する脂肪酸と前記アルコールとが結合した脂肪酸エステルを合成する機能を有することを特徴とする燃料合成装置。
  10. 　前記混合液は、前記油脂に前記含触媒原料液の液滴が分散したものであることを特徴とする請求項９記載の燃料合成装置。
  11. 　さらに、前記アルコールと前記触媒とを混合して前記含触媒原料液を作製する予混合部を備えたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の燃料合成装置。
  12. 　前記マイクロ波照射部における前記混合液を加圧可能としたことを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の燃料合成装置。
  13. 　さらに、前記マイクロ波照射部を通過した前記混合液を前記マイクロ波照射部に還流する流路を備えたことを特徴とする請求項９～１２のいずれか一項に記載の燃料合成装置。
  14. 　前記マイクロ波照射部は、導入を停止し滞留している前記混合液にマイクロ波を照射することを特徴とする請求項９～１３のいずれか一項に記載の燃料合成装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106943982A (zh) * 2015-12-30 2017-07-14 武珍机工株式会社 生物柴油制造用反应器
US10596561B2 (en) 2015-03-31 2020-03-24 Uop Llc Halometallate ionic liquid micro-emulsions

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008502780A (ja) * 2004-06-15 2008-01-31 カーネギー メロン ユニヴァーシティ バイオディーゼルを生産する方法
JP2008533232A (ja) * 2005-03-11 2008-08-21 ザ クィーンズ ユニヴァーシティー オブ ベルファスト バイオディーゼルの製造
WO2009110245A1 (ja) * 2008-03-05 2009-09-11 マイクロ波環境化学株式会社 マイクロ波化学反応装置及びその装置を用いた反応方法
JP2010250190A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Ricoh Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
JP2011140020A (ja) * 2009-12-28 2011-07-21 Petroleo Brasileiro Sa 油中水型エマルジョンの処理方法
JP2011235263A (ja) * 2010-05-13 2011-11-24 Microwave Chemical Co Ltd 化学反応装置、及び化学反応方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008502780A (ja) * 2004-06-15 2008-01-31 カーネギー メロン ユニヴァーシティ バイオディーゼルを生産する方法
JP2008533232A (ja) * 2005-03-11 2008-08-21 ザ クィーンズ ユニヴァーシティー オブ ベルファスト バイオディーゼルの製造
WO2009110245A1 (ja) * 2008-03-05 2009-09-11 マイクロ波環境化学株式会社 マイクロ波化学反応装置及びその装置を用いた反応方法
JP2010250190A (ja) * 2009-04-20 2010-11-04 Ricoh Co Ltd 定着装置及び画像形成装置
JP2011140020A (ja) * 2009-12-28 2011-07-21 Petroleo Brasileiro Sa 油中水型エマルジョンの処理方法
JP2011235263A (ja) * 2010-05-13 2011-11-24 Microwave Chemical Co Ltd 化学反応装置、及び化学反応方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10596561B2 (en) 2015-03-31 2020-03-24 Uop Llc Halometallate ionic liquid micro-emulsions
US10814317B2 (en) 2015-03-31 2020-10-27 Uop Llc Hydrocarbon processes using halometallate ionic liquid micro-emulsions
CN106943982A (zh) * 2015-12-30 2017-07-14 武珍机工株式会社 生物柴油制造用反应器

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