JP2006213829A - Manufacturing method and its product of alkylate-based biodiesel - Google Patents

Manufacturing method and its product of alkylate-based biodiesel Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide such a manufacturing method and its product of an alkylate-based biodiesel as is capable of realizing a low cost by the recommbination of lower alkanes with a fatty acid alkyl ester. <P>SOLUTION: The manufacturing method of an alkylate-based biodiesel comprises a process of forming 1C alkanes having the number of carbon of a single and a temporarily active free radical (-CH<SB>2</SB>-) by making carbon oxides undergo the hydrodeoxygenating reaction, a process of forming 3-25C synthetic alkylates by recombining the above alkanes with the active free radical, a process of esterifying a fatty acid into a fatty acid alkyl ester by using an alcohol, and a process of mixing the above synthetic alkylates and the above fatty acid alkyl ester. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特に低級アルカン類を脂肪酸アルキルエステルと組み換えることにより、低コストを実現できるアルキレート系バイオディーゼル(燃料)の製造方法及びその製品に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an alkylate-based biodiesel (fuel) that can be realized at a low cost by recombining a lower alkane with a fatty acid alkyl ester, and a product thereof.

バイオディーゼルは主に植物の含有油脂を原料としたディーゼルエンジンを稼働させることができる一般的な軽油の代替えとなる燃料のことである。又、大気圏を含めた地表圏上の二酸化炭素を吸収して成長する植物から作られた燃料が燃焼時に発生する二酸化炭素はまた植物が吸収するため、地表圏上の二酸化炭素絶対量を増加させることはない。   Biodiesel is a fuel that can be used as an alternative to common diesel oil that can operate diesel engines that are mainly made from plant oils. In addition, fuel produced from plants that grow by absorbing carbon dioxide on the earth's surface including the atmosphere will also absorb carbon dioxide generated by combustion, increasing the absolute amount of carbon dioxide on the earth's surface as plants absorb it. There is nothing.

石油や石炭などの化石燃料の場合は、地下における炭化水素を燃焼させて使用するので、地表圏上に二酸化炭素として変換され、大気圏、地表圏上の二酸化炭素絶対量を増加させてしまい、この二酸化炭素濃度の増加が大気圏、地表圏の温度上昇の一因となっている。従って、化石燃料の軽油の代わりにバイオディーゼル燃料を使用することによって、地球温暖化の防止に多少なりとも貢献することができる。   In the case of fossil fuels such as oil and coal, hydrocarbons in the underground are burned and used, so they are converted into carbon dioxide on the surface sphere, increasing the absolute amount of carbon dioxide in the atmosphere and surface sphere. The increase in carbon dioxide concentration contributes to the temperature rise in the atmosphere and surface sphere. Therefore, the use of biodiesel fuel instead of fossil fuel gas oil can contribute to the prevention of global warming to some extent.

従来のバイオディーゼルは、植物油の脂肪酸とアルコールからなる脂肪酸メチルエステルであり、実際に使用する場合には、その中に大量の化石燃料(軽油)(約70%〜80%)及び、少量の脂肪酸メチルエステルを含んでいる。大量の脂肪酸メチルエステルを使用すると、コストを増加してしまう問題を有する。又、前記バイオディーゼルは現在よく使用されるものであるため、特に特許文献又は非特許文献に記載されなかった。   Conventional biodiesel is a fatty acid methyl ester composed of vegetable oil fatty acid and alcohol. When actually used, a large amount of fossil fuel (light oil) (about 70% to 80%) and a small amount of fatty acid are contained therein. Contains methyl ester. When a large amount of fatty acid methyl ester is used, there is a problem of increasing the cost. Moreover, since the said biodiesel is used frequently now, it was not described in patent literature or nonpatent literature in particular.

又、前記従来のバイオディーゼルのように大量の化石燃料を含んでいると、従来の軽油と同じように燃焼時に、大気を汚染する物質が発生する問題を有し、将来的には、地球における化石燃料の含有量も低減してしまうので、製造コストに影響が出てしまう。   In addition, when a large amount of fossil fuel is contained like the conventional biodiesel, there is a problem that a substance that pollutes the atmosphere is generated at the time of combustion like the conventional light oil. Since the content of fossil fuel is also reduced, the production cost is affected.

そこで、出願されたのが本発明であって、低級アルカン類を脂肪酸アルキルエステルと組み換えることにより、低コストを実現できるアルキレート系バイオディーゼルの製造方法及びその製品を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been filed for the purpose of providing a method for producing an alkylate-based biodiesel capable of realizing low cost by recombining a lower alkane with a fatty acid alkyl ester and a product thereof. .

本願の請求項1の発明は、酸化炭素類を水素添加及び酸素除去反応させることによって炭素数が単数のCのアルカン類と過渡性の活性化ラジカル(temporarily active free radical, -CH2-)を生成する工程と、
前記アルカン類と活性化ラジカルを組み換えて、炭素数が3〜25(C3〜C25)の合成アルキレートを生成する工程と、
アルコールを用いて脂肪酸を脂肪酸アルキルエステルにエステル化する工程と、
前記合成アルキレートと、前記脂肪酸アルキルエステルを混合する工程と、を有することを特徴とするアルキレート系バイオディーゼルの製造方法を提供する。
In the invention of claim 1 of the present application, a C 1 alkane having a single carbon atom and a transient activated free radical (-CH 2- ) are obtained by hydrogenation and oxygen removal reaction of carbon oxides. Generating
Recombination of the alkanes and activated radicals to produce a synthetic alkylate having 3 to 25 carbon atoms (C 3 to C 25 );
Esterifying fatty acid with fatty acid alkyl ester using alcohol;
And a step of mixing the synthetic alkylate with the fatty acid alkyl ester.

本願の請求項2の発明は、酸化炭素類を水素添加及び酸素除去反応させることによって炭素数が単数のCのアルカン類と過渡性の活性化ラジカルを生成する工程と、
前記アルカン類と活性化ラジカルを組み換えて、炭素数が3〜25(C3〜C25)の合成アルキレートを生成する工程と、
前記合成アルキレートと植物油を混合する工程と、を有することを特徴とするアルキレート系バイオディーゼルの製造方法を提供する。
The invention of claim 2 of the present application includes a step of generating transient activated radicals with C 1 alkanes having a single carbon number by hydrogenation and oxygen removal reaction of carbon oxides;
Recombination of the alkanes and activated radicals to produce a synthetic alkylate having 3 to 25 carbon atoms (C 3 to C 25 );
There is provided a method for producing an alkylate biodiesel, comprising the step of mixing the synthetic alkylate and a vegetable oil.

本願の請求項3の発明は、単数のアルカン類を組み換えた炭素数が3〜25(C3〜C25)の合成アルキレートと脂肪酸アルキルエステルを含むアルキレート系バイオディーゼルを提供する。 The invention of claim 3 of the present application provides an alkylate-based biodiesel comprising a synthetic alkylate having 3 to 25 carbon atoms (C 3 to C 25 ) and a fatty acid alkyl ester obtained by recombining a single alkane.

本発明は上記の課題を解決するものであり、硫黄や芳香族化合物を含まなく、且つ優れた潤滑性を有し、従来の化石軽油より汚染物質(CO、HC、PM、NOx)を減少することができると共に、合成アルキレート、脂肪酸アルキルエステル又は植物油を混合することにより、製造コストをより下げることができる。   The present invention solves the above problems, does not contain sulfur or aromatic compounds, has excellent lubricity, and reduces pollutants (CO, HC, PM, NOx) compared to conventional fossil light oil. In addition, the production cost can be further reduced by mixing synthetic alkylate, fatty acid alkyl ester or vegetable oil.

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係るアルキレート系バイオディーゼルの製造方法における水素添加及び酸素除去反応のフローチャートであり、図2は本発明に係るアルキレート系バイオディーゼルの製造方法における組み換え反応のフローチャートである。   FIG. 1 is a flowchart of a hydrogenation and oxygen removal reaction in the method for producing an alkylate biodiesel according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of a recombination reaction in the method for producing an alkylate biodiesel according to the present invention.

本発明に係るアルキレート系バイオディーゼルの製造方法は、主に以下の工程を有する。
酸化炭素類を水素添加及び酸素除去反応させることによって炭素数が単数のCのアルカン類と過渡性の活性化ラジカル(-CH2-)を生成する工程と、
前記アルカン類と活性化ラジカルを組み換えて、炭素数が3〜25(C3〜C25)の合成アルキレートを生成する工程と、
アルコールを用いて脂肪酸を脂肪酸アルキルエステルにエステル化する工程と、
前記合成アルキレートと、脂肪酸アルキルエステル又は植物油を混合する工程と、
安定剤、染料、保存剤、有機金属化合物又は流動改良剤を選択に添加する工程と、を有する。
The production method of alkylate biodiesel according to the present invention mainly includes the following steps.
Producing a transient activated radical (—CH 2 —) with a C 1 alkane having a carbon number by hydrogenation and oxygen removal reaction of carbon oxides;
Recombination of the alkanes and activated radicals to produce a synthetic alkylate having 3 to 25 carbon atoms (C 3 to C 25 );
Esterifying fatty acid with fatty acid alkyl ester using alcohol;
Mixing the synthetic alkylate with a fatty acid alkyl ester or vegetable oil;
Optionally adding stabilizers, dyes, preservatives, organometallic compounds or flow improvers.

図1に示すように、これは水素添加及び酸素除去反応(Hydrodeoxygenating process, HDO process)のフローチャートである。その主な原料は純粋な酸化炭素(CO)である。予熱した酸化炭素が水素と混合し、水素原子が反応器中の触媒によって酸素原子の代わりに炭素と連結することにより、炭素数が単数(C1)のアルカン類、過渡性の活性化ラジカル(例えば-CH2-)及び副産物の水蒸気、酸素を形成した後、純化を行う。前記水素添加及び酸素除去反応の触媒はニッケル/アルミニウムの酸化物であり、反応温度は250℃〜300℃である。 As shown in FIG. 1, this is a flowchart of a hydrogen addition and oxygen removal reaction (Hydrodeoxygenating process, HDO process). Its main raw material is pure carbon oxide (CO). Preheated carbon oxides are mixed with hydrogen, and hydrogen atoms are linked to carbon instead of oxygen atoms by a catalyst in the reactor, so that singular (C 1 ) alkanes, transient activated radicals ( For example, -CH 2- ) and by-product water vapor and oxygen are formed, followed by purification. The catalyst for the hydrogenation and oxygen removal reaction is a nickel / aluminum oxide, and the reaction temperature is 250 ° C to 300 ° C.

又、図2に示すように、純化したアルカン類を予熱させ、触媒と反応して化学の組み換え反応を行うことができる。この反応の触媒はニッケル/二酸化チタンであり、反応温度は450℃〜550℃であり、反応して得たアルキレートは合成アルキレートであるので、化石軽油のようなパラフィンなどの有害物質を含まない。この合成アルキレートはC〜C25の炭素を有しているが、好ましくは、C〜C20の炭素を有し、更に好ましくはC13〜C19の炭素を有する。又、前記合成アルキレートは主に正デカン、ペンタン、イソペンタン、正へプタン又はイソへプタンであり、反応の副産物はC3又はC4の低級アルカン類(軽質アルカン類)と水素であり、水素をリサイクルして利用することができ、低級アルカン類を気体燃料として使用することができる。前記合成アルキレートを植物油又は植物油からなる脂肪酸アルキルエステルと混合することにより、本発明のバイオディーゼルを生成する。 Further, as shown in FIG. 2, purified alkanes can be preheated and reacted with a catalyst to perform a chemical recombination reaction. The catalyst of this reaction is nickel / titanium dioxide, the reaction temperature is 450 ° C. to 550 ° C., and the alkylate obtained by the reaction is a synthetic alkylate, so it contains harmful substances such as paraffin such as fossil gas oil. Absent. This synthetic alkylate has C 3 to C 25 carbons, preferably C 5 to C 20 carbons, more preferably C 13 to C 19 carbons. The synthetic alkylate is mainly positive decane, pentane, isopentane, positive heptane or isoheptane, and by-products of the reaction are C 3 or C 4 lower alkanes (light alkanes) and hydrogen, Can be recycled and lower alkanes can be used as gaseous fuel. The biodiesel of the present invention is produced by mixing the synthetic alkylate with a fatty acid alkyl ester comprising vegetable oil or vegetable oil.

水酸化ナトリウムを触媒として植物油とアルコールを混合することにより、グリセリン又は脂肪酸エステルを製造する反応は下記の式1に示す。
式1

Figure 2006213829

前記R’、R’’、R’’’及びRはアルキルである。
例えば、グリセリト+3メタノール→グリセリン+メチルエステルである。 The reaction for producing glycerin or fatty acid ester by mixing vegetable oil and alcohol using sodium hydroxide as a catalyst is shown in the following formula 1.
Formula 1
Figure 2006213829

Said R ′, R ″, R ′ ″ and R are alkyl.
For example, glycerite + 3methanol → glycerin + methyl ester.

前記アルコールとしてよく使用されるものはメタノールとエタノールである。前記反応の産物である脂肪酸エステル、例えばメチルエステル又はエチルエステルはそのままバイオディーゼルとして使えるが、そのコストが高いので、あまり使用していない。該脂肪酸エステルが適当な割合で前記合成アルキレートと混合して、本発明のバイオディーゼルになる。   Often used as the alcohol are methanol and ethanol. Fatty acid esters, such as methyl esters or ethyl esters, which are the products of the above reaction, can be used as biodiesel as they are, but they are rarely used because of their high cost. The fatty acid ester is mixed with the synthetic alkylate at an appropriate ratio to obtain the biodiesel of the present invention.

又、本発明のバイオディーゼルを保存しやすく、優れた燃焼性質を達成するため、安定剤、染料、保存剤、有機金属化合物又は流動改良剤を選択に添加することができる。   In addition, stabilizers, dyes, preservatives, organometallic compounds or flow improvers can be optionally added to easily preserve the biodiesel of the present invention and achieve superior combustion properties.

前記安定剤(Stabilizer)は例えばアミン類又は燐類の安定剤である。前記染料(Color appearance; dye)は例えば硫化物を含まない染料である。前記保存剤(Preservative)は例えば微生物を抑える殺菌剤である。前記有機金属化合物は、バリウム、マグネシウム、ナトリウム又はカルシウムを含む化合物であり、例えば金属カルボン酸(metal carboxylic acid)である。前記流動改良剤(Pour point depressant)は、例えば冷流体促進効果(低温流れ改良効果:cold flow improvement)を有するアルキルメタクリレート共重合体(Alkyl-methacrylate copolymer)又はグラフト共重合体(Graft copolymer)である。   The stabilizer is, for example, an amine or phosphorus stabilizer. The dye (Color appearance; dye) is, for example, a dye containing no sulfide. The preservative is a disinfectant that suppresses microorganisms, for example. The organometallic compound is a compound containing barium, magnesium, sodium or calcium, for example, a metal carboxylic acid. The flow improver (Pour point depressant) is, for example, an alkyl methacrylate copolymer (Alkyl-methacrylate copolymer) or a graft copolymer having a cold fluid enhancement effect (cold flow improvement effect). .

本発明に係るアルキレート系バイオディーゼルは、少なくとも以下の成分を有する。
植物油又は脂肪酸エステル化合物及び安定剤、染料、保存剤、有機金属化合物又は流動改良剤を有する。
又、発熱用及び動力用バイオディーゼルの含量は夫々以下に示す。
The alkylate-based biodiesel according to the present invention has at least the following components.
Has vegetable oil or fatty acid ester compounds and stabilizers, dyes, preservatives, organometallic compounds or flow improvers.
The contents of exothermic and power biodiesel are shown below.

A、動力用バイオディーゼル
1、 合成アルキレート物質(Synthetic alkylation matter):一般の範囲は47%〜96%であり、より好ましい範囲は47%〜94%であり、一番好ましい範囲は78%〜94%である。
2、 脂肪酸アルキルエステル(fatty alkylester):一般の範囲は3%〜95%であり、より好ましい範囲は3%〜50%であり、一番好ましい範囲は5%〜50%である。
3、 染料(dye):一般の範囲は1ppm〜10ppmであり、より好ましい範囲は1ppm〜5ppmであり、一番好ましい範囲は1ppm〜3ppmである。
4、 保存剤(Preservative):一般の範囲は10ppm〜500ppmであり、より好ましい範囲は10ppm〜100ppmであり、一番好ましい範囲は50ppm〜80ppmである。
5、 流動改良剤(Pour point depressant):使用地域の気候により−3℃〜−20℃異なる添加剤と使用量を添加する。
A, Biodiesel for power 1, Synthetic alkylation matter: The general range is 47% -96%, the more preferable range is 47% -94%, the most preferable range is 78%- 94%.
2. Fatty alkylester: the general range is 3% to 95%, the more preferred range is 3% to 50%, the most preferred range is 5% to 50%.
3. Dye: The general range is from 1 ppm to 10 ppm, the more preferred range is from 1 ppm to 5 ppm, and the most preferred range is from 1 ppm to 3 ppm.
4. Preservative: The general range is 10 ppm to 500 ppm, the more preferred range is 10 ppm to 100 ppm, and the most preferred range is 50 ppm to 80 ppm.
5. Pour point depressant: Additives and use amounts that differ from -3 ° C to -20 ° C depending on the climate of the region of use.

前記成分1と、前記成分2と前記成分5を加熱しながら混合し、成分aを得る。更に、成分aを前記成分3と前記成分4と混合することにより、動力用バイオディーゼルを得る。   The component 1, the component 2 and the component 5 are mixed while heating to obtain component a. Furthermore, the biodiesel for motive power is obtained by mixing the component a with the component 3 and the component 4.

B、発熱用バイオディーゼル
1、 合成アルキレート物質(Synthetic alkylation matter):一般の範囲は47%〜96%であり、より好ましい範囲は47%〜94%であり、一番好ましい範囲は60%〜94%である。
2、 植物油(plant oil):一般の範囲は3%〜95%であり、より好ましい範囲は3%〜50%であり、一番好ましい範囲は5%〜50%である。
3、 有機金属化合物(Organo metallic compound):その金属濃度の一般の範囲は4ppm〜100ppmであり、より好ましい範囲は15ppm〜70ppmであり、一番好ましい範囲は20ppm〜40ppmである。
4、 保存剤(Preservative):一般の範囲は10ppm〜500ppmであり、より好ましい範囲は10ppm〜100ppmであり、一番好ましい範囲は50ppm〜80ppmである。
B, Exothermic Biodiesel 1, Synthetic alkylation matter: The general range is 47% to 96%, the more preferable range is 47% to 94%, the most preferable range is 60% to 94%.
2. Plant oil: the general range is 3% to 95%, the more preferred range is 3% to 50%, the most preferred range is 5% to 50%.
3. Organo metallic compound: The general range of the metal concentration is 4 ppm to 100 ppm, the more preferred range is 15 ppm to 70 ppm, and the most preferred range is 20 ppm to 40 ppm.
4. Preservative: The general range is 10 ppm to 500 ppm, the more preferred range is 10 ppm to 100 ppm, and the most preferred range is 50 ppm to 80 ppm.

前記成分1と、前記成分2を混合し、成分aを得る。更に、成分aを前記成分3と前記成分4と混合することにより、発熱用バイオディーゼルを得る。   The component 1 and the component 2 are mixed to obtain the component a. Furthermore, the biodiesel for heat_generation | fever is obtained by mixing the component a with the said component 3 and the said component 4. FIG.

又、本発明のバイオディーゼルの使用効率と低汚染性は以下の示すようにテストを行う。
(A)エンジン動力の性能テスト結果
本発明の三つのバイオディーゼル(番号はBD9505、BD8020及びBD5050)、従来のバイオディーゼル(番号はB100)及び市販の化石軽油はエンジン動力について性能テストを行い、その成分を下記の表1に示した。

Figure 2006213829
市販の化石軽油をCummins B5.9テストエンジンに添加してパワーテスト(power mapping)を行い、各8〜10rpmでエンジンの最小及び最高回転速度を夫々記録することにより、その性能と正味燃料消費率を測定する。その結果、市販の化石軽油の場合、そのエンジンの最大出力パワーは113Kwであり、最大トルクは517Nmであり、一方、バイオディーゼルBD9505、BD8020、BD5050及びB100の場合では、そのエンジンの最大出力パワーは夫々104.2Kw、104.7Kw、104.9Kw及び102.7Kwであり、最大トルクは夫々481Nm、482Nm、487Nm及び482Nmである。この結果を下記の表2に示した。
Figure 2006213829
Moreover, the use efficiency and low pollution property of the biodiesel of the present invention are tested as follows.
(A) Performance test results of engine power Three biodiesel (numbers are BD9505, BD8020 and BD5050) of the present invention, conventional biodiesel (number is B100) and commercially available fossil light oil are subjected to performance tests on engine power. The ingredients are shown in Table 1 below.
Figure 2006213829
Add a commercially available fossil light oil to the Cummins B5.9 test engine, perform a power mapping and record the minimum and maximum speed of the engine at 8-10 rpm each, its performance and net fuel consumption Measure. As a result, in the case of commercially available fossil light oil, the maximum output power of the engine is 113 Kw and the maximum torque is 517 Nm, whereas in the case of biodiesel BD9505, BD8020, BD5050 and B100, the maximum output power of the engine is 104.2 Kw, 104.7 Kw, 104.9 Kw and 102.7 Kw respectively, and the maximum torques are 481 Nm, 482 Nm, 487 Nm and 482 Nm, respectively. The results are shown in Table 2 below.
Figure 2006213829

表2に示すように、市販の化石軽油を使用したエンジンの正味燃料消費率(Brake Specific fuel Consumption、BSFC)は、212.7g/bhp-hrであり、バイオディーゼルを使用するエンジンの正味燃料消費率は、夫々212.8g/bhp-hr、219.0g/bhp-hr、225.9g/bhp-hr及び244.5g/bhp-hrであり、従って、バイオディーゼルの正味燃料消費率は化石軽油より最大15%高い。単位体積あたりの正味燃料消費率(BSFC、Vol)から判断すると、市販の化石軽油を使用したエンジンは毎時間255.2リットルの軽油を消費し、一方、バイオディーゼルを使用するエンジンは毎時間夫々269.2リットル、272.6リットル、269.1リットル及び279.5リットルのバイオディーゼルを消費し、従って、バイオディーゼルの正味燃料消費率は化石軽油より約5.5%〜9.5%アップすることを分かった。   As shown in Table 2, the net fuel consumption rate (Brake Specific fuel Consumption, BSFC) of the engine using commercially available fossil light oil is 212.7 g / bhp-hr, and the net fuel consumption of the engine using biodiesel The rates are 212.8 g / bhp-hr, 219.0 g / bhp-hr, 225.9 g / bhp-hr and 244.5 g / bhp-hr, respectively, so the net fuel consumption rate of biodiesel is fossil light oil Up to 15% higher. Judging from the net fuel consumption rate per unit volume (BSFC, Vol), engines using commercial fossil diesel oil consume 255.2 liters of diesel oil per hour, whereas engines using biodiesel each hour Consumes 269.2 liters, 272.6 liters, 269.1 liters and 279.5 liters of biodiesel, and thus the net fuel consumption of biodiesel is about 5.5% to 9.5% higher than fossil light oil I knew that to do.

(B)エンジンの排気汚染テスト結果
下記表3に示すように、1200秒で市販の化石軽油を使用したエンジンの総出力パワー(Integrated power)は9.90075Kw-hrであり、四つのバイオディーゼルでは夫々8.98792Kw-hr、8.98792Kw-hr、9.12836Kw-hr及び9.05813Kw-hrである。

Figure 2006213829
上表により、バイオディーゼルを使用したエンジンは7.8%〜9.2%のパワーを失うこと及び3.7%〜20.4%の正味燃料消費率を増加することを分かった。 (B) Engine exhaust pollution test results As shown in Table 3 below, the total output power of the engine using commercially available fossil light oil in 1200 seconds is 9.90075 Kw-hr. They are respectively 8.98792 Kw-hr, 8.98792 Kw-hr, 9.12836 Kw-hr, and 9.05813 Kw-hr.
Figure 2006213829
The above table shows that engines using biodiesel lose 7.8% to 9.2% power and increase net fuel consumption by 3.7% to 20.4%.

又、下記表4に示すように、Cummins B5.9エンジンに市販の化石軽油を使用した場合、その排気の炭化水素化合物(THC)の量は0.435g/bhp-hrであり、一酸化炭素(CO)の量は2.055g/bhp-hrであり、窒素酸化物(NO)の量は6.304g/bhp-hrであり、顆粒状汚染物(PM)の量は0.1324g/bhp-hrであり、一方、バイオディーゼルBD9505を使用した場合では、そのTHC、CO、NO及びPMは夫々0.309、1.530、5.743及び0.0993g/bhp-hrであり、又、BD8020、BD5050、B100のバイオディーゼルを使用した場合でも、その汚染値も減少している。

Figure 2006213829
In addition, as shown in Table 4 below, when a commercially available fossil light oil is used for the Cummins B5.9 engine, the amount of hydrocarbon compound (THC) in the exhaust gas is 0.435 g / bhp-hr, and carbon monoxide. The amount of (CO) is 2.055 g / bhp-hr, the amount of nitrogen oxides (NO x ) is 6.304 g / bhp-hr, and the amount of granular contaminants (PM) is 0.1324 g / hr. bhp-hr, whereas when using biodiesel BD 9505, its THC, CO, NO x and PM are 0.309, 1.530, 5.743 and 0.0993 g / bhp-hr, respectively. Moreover, even when BD8020, BD5050, and B100 biodiesel are used, the contamination value is also reduced.
Figure 2006213829

上表により、バイオディーゼルを使用したエンジンのTHC値及びCO値は市販の化石軽油を使用したエンジンより18.4%〜37.0%減少することを分かった。B100を除けて、NO値を減少することも分かった。又、PM値も21.8%〜35.3%減少することを分かった。 According to the above table, it was found that the THC value and CO value of the engine using biodiesel were reduced by 18.4% to 37.0% from the engine using commercially available fossil light oil. And except B100, it was also found to reduce the NO x value. It was also found that the PM value was reduced by 21.8% to 35.3%.

(B)、発熱性能テスト
上記化石軽油及び各バイオディーゼルに対して発熱性能について夫々テストを行った。その結果を、下記表5及び表6に示す。

Figure 2006213829
Figure 2006213829
(B) Exothermic performance test The exothermic performance was tested for the fossil light oil and each biodiesel. The results are shown in Table 5 and Table 6 below.
Figure 2006213829
Figure 2006213829

前記バイオディーゼルに有機金属化合物を添加しない場合には、表5に示すように、各時間でバイオディーゼルの正味燃料消費量は3.2リットル減少し、汚染物質の硫黄と二酸化硫黄を含まず、炭化水素化合物(THC)も少ない。しかし、有機金属化合物を添加しないので、窒素酸化物(NO)の量が多い。又、表6に示すように、バイオディーゼルの顆粒状汚染物(PM)の量が大幅に減少することを分かった。 When no organometallic compound is added to the biodiesel, as shown in Table 5, the net fuel consumption of the biodiesel is reduced by 3.2 liters at each time and does not contain the pollutants sulfur and sulfur dioxide, There are also few hydrocarbon compounds (THC). However, since no organometallic compound is added, the amount of nitrogen oxide (NO x ) is large. Further, as shown in Table 6, it was found that the amount of biodiesel granular contaminants (PM) was greatly reduced.

本発明は上記の構成を有するので、以下に示すような効果を達成できる。
1、 本発明のバイオディーゼルは硫黄や芳香族化合物を含まなく、且つ優れた潤滑性を有している。
2、 排気テストから判断すると、本発明のバイオディーゼルは従来の化石軽油より汚染物質(CO、HC、PM、NO)を減少させることができる。
3、 合成アルキレートと、脂肪酸アルキルエステル又は植物油を混合することにより、低コスト化を図ることができる。
Since the present invention has the above configuration, the following effects can be achieved.
1. The biodiesel of the present invention does not contain sulfur or an aromatic compound and has excellent lubricity.
2. Judging from the exhaust test, the biodiesel of the present invention can reduce pollutants (CO, HC, PM, NO x ) compared to conventional fossil light oil.
3. Cost reduction can be achieved by mixing synthetic alkylate with fatty acid alkyl ester or vegetable oil.

本発明に係るアルキレート系バイオディーゼルの製造方法における水素添加及び酸素除去反応のフローチャートである。It is a flowchart of the hydrogenation and oxygen removal reaction in the manufacturing method of the alkylate biodiesel which concerns on this invention. 本発明に係るアルキレート系バイオディーゼルの製造方法における組み換え反応のフローチャートである。It is a flowchart of the recombination reaction in the manufacturing method of the alkylate biodiesel which concerns on this invention.

Claims (3)

酸化炭素類を水素添加及び酸素除去反応させることによって炭素数が単数のCのアルカン類と過渡性の活性化ラジカル(-CH2-)を生成する工程と、
前記アルカン類と活性化ラジカルを組み換えて、炭素数が3〜25(C3〜C25)の合成アルキレートを生成する工程と、
アルコールを用いて脂肪酸を脂肪酸アルキルエステルにエステル化する工程と、
前記合成アルキレートと、前記脂肪酸アルキルエステルを混合する工程と、を有することを特徴とするアルキレート系バイオディーゼルの製造方法。
Producing a transient activated radical (—CH 2 —) with a C 1 alkane having a carbon number by hydrogenation and oxygen removal reaction of carbon oxides;
Recombination of the alkanes and activated radicals to produce a synthetic alkylate having 3 to 25 carbon atoms (C 3 to C 25 );
Esterifying fatty acid with fatty acid alkyl ester using alcohol;
And a step of mixing the synthetic alkylate and the fatty acid alkyl ester.
酸化炭素類を水素添加及び酸素除去反応させることによって炭素数が単数のCのアルカン類と過渡性の活性化ラジカルを生成する工程と、
前記アルカン類と活性化ラジカルを組み換えて、炭素数が3〜25(C3〜C25)の合成アルキレートを生成する工程と、
前記合成アルキレートと植物油を混合する工程と、を有することを特徴とするアルキレート系バイオディーゼルの製造方法。
Producing a transient activated radical with a C 1 alkane having a carbon number by hydrogenation and oxygen removal reaction of carbon oxides;
Recombination of the alkanes and activated radicals to produce a synthetic alkylate having 3 to 25 carbon atoms (C 3 to C 25 );
And a step of mixing the synthetic alkylate and the vegetable oil.
単数のアルカン類を組み換えた炭素数が3〜25(C3〜C25)の合成アルキレートと脂肪酸アルキルエステルを含むアルキレート系バイオディーゼル。 An alkylate-based biodiesel containing a synthetic alkylate having 3 to 25 carbon atoms (C 3 to C 25 ) and a fatty acid alkyl ester obtained by recombining a single alkane.
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