JP5238147B2 - トール脂肪酸エステル、その製造方法およびその用途 - Google Patents
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Description
(1)トール脂肪酸と低級アルコールとを原料として得られるトール脂肪酸エステルであって、酸価が0.5mgKOH/g未満、イオウ分が50質量ppm以下である、ことを特徴とするトール脂肪酸エステル。
(2)トール脂肪酸と低級アルコールとを原料としエステル化反応によりトール脂肪酸エステル反応液を得、この反応液を無機系吸着剤が充填された吸着カラムに通液させる、ことを特徴とするトール脂肪酸エステルの製造方法。
(3)前記トール脂肪酸エステル反応液を、無機系吸着剤100質量部に対して100質量部以下の割合で、かつ0.01〜1.00mL/cm2・分の溶出速度で通液させる前記(2)記載のトール脂肪酸エステルの製造方法。
(4)トール脂肪酸と低級アルコールとを原料としエステル化反応によりトール脂肪酸エステル反応液を得、この反応液に無機系吸着剤を加えて攪拌する、ことを特徴とするトール脂肪酸エステルの製造方法。
(5)前記トール脂肪酸エステル反応液が無機系吸着剤100質量部に対して100質量部以下となる割合で、無機系吸着剤を加える前記(4)記載のトール脂肪酸エステルの製造方法。
(6)原料とする前記トール油脂肪酸は、1〜5質量%のロジン酸を含むものである前記(2)〜(5)のいずれかに記載のトール脂肪酸エステルの製造方法。
(7)原料とする前記低級アルコールは、炭素数1〜4のアルキルアルコールである前記(2)〜(6)のいずれかに記載のトール脂肪酸エステルの製造方法。
(8)前記無機系吸着剤は、活性炭、ゼオライト、活性アルミナ、活性白土およびシリカゲルからなる群より選ばれる少なくとも1種である前記(2)〜(7)のいずれかに記載のトール脂肪酸エステルの製造方法。
(9)前記(1)記載のトール脂肪酸エステルを含む、ことを特徴とするバイオディーゼル燃料。
本発明のトール脂肪酸エステルは、トール脂肪酸と低級アルコールとを原料として得られるものであり、具体的には、後述する本発明のトール脂肪酸エステルの製造方法によって得ることができる。ただし、本発明のトール脂肪酸エステルは、後述する本発明の製造方法で得られたものに限定されるわけではない。
特に、低級アルコールの炭素数が1〜3のアルコールは水と広い割合で混合するために反応生成水の分離が困難となり、しかも沸点が低いので反応温度も低くなり、反応速度が不十分となる。炭素数が大きくなると生成水の分離や反応速度の面では有利であるが、それ自体の価格も高くなる。これらの理由により、常圧での回分式反応においてエステル化反応を行う際には低級アルコールの炭素数は4(ブタノール)が好ましい。
本発明の製造方法において用いられるトール脂肪酸および低級アルコールについては、前述した通りである。また、トール脂肪酸と低級アルコールの使用割合についても前述した通りである。
前記(I)または(II)を行う際には、あらかじめエステル反応に続いて、蒸留操作などにより残存する低級アルコールを除去させておくことが好ましい。低級アルコールが残存していると、エステル反応液中の極性物質が無機系吸着剤に吸着されることを妨害するからである。
なお、以下の実施例における酸価およびイオウ分の測定方法は、下記の通りである。
<酸価> JIS−K0070に準じ、電位差滴定法にて測定した。
<イオウ分> JIS−K2541−2に準じ、微量電量滴定式酸化法にて測定した。
攪拌装置、温度計、窒素ガス導入管、リービッヒ冷却器および水抜き管を備えたガラス製4つ口フラスコに、トール脂肪酸(ハリマ化成株式会社製「ハートールFH」;実機のトール油精留プラントより生産されたトール脂肪酸であり、酸価:190mgKOH/g、イオウ分:520質量ppm)300.0gと、ブタノール115.8gと、パラトルエンスルホン酸(試薬特級)1.5gと、キシレン50.0gとを仕込み、キシレン/ブタノール還流下100〜140℃で2時間攪拌し、生成水を水抜き管で排出しつつエステル化反応を行った後、ブタノールおよびキシレンを留去して、トール脂肪酸ブチルエステル反応液380.1gを得た。このトール脂肪酸ブチルエステル反応液の酸価は3.7mgKOH/gであった。
攪拌装置、温度計、窒素ガス導入管、リービッヒ冷却器および水抜き管を備えたガラス製4つ口フラスコに、トール脂肪酸(ハリマ化成株式会社製「ハートールFH」;実機のトール油精留プラントより生産されたトール脂肪酸であり、酸価:190mgKOH/g、イオウ分:520質量ppm)1000.0gと、メタノール541.9gと、パラトルエンスルホン酸5.0gとを仕込み、メタノール還流下65〜70℃で16時間攪拌し、エステル化反応を行った後、メタノールおよび生成水を留去して、トール脂肪酸メチルエステル反応液1050.9gを得た。このトール脂肪酸メチルエステル反応液の酸価は8.4mgKOH/gであった。
内径15mm、長さ250mmのステンレス製円筒管に硫酸化ジルコニア(ペレット状試薬)100.0g充填して流通式反応器とした。この反応器の両端に原料供給および反応液流出用のステンレスチューブ(外径1.58mm、内径1.0mm)を装着し、180℃に設定した恒温油槽に円筒管全体を浸した。他方、トール脂肪酸(ハリマ化成株式会社製「ハートールFA−1」;実機のトール油精留プラントより生産されたトール脂肪酸であり、酸価194mgKOH/g、イオウ分100質量ppm)552.0gとメタノール305.6gとを混合した溶液を調製し、これを定量プランジャーポンプにより1mL/分の流量にて前記流通式反応管へ送液した。送液開始2時間後から流通式反応器より流出する反応液を採取し、この反応液からメタノールおよび反応生成水を留去して、トール脂肪酸メチルエステル445.0gを得た(ここまでを第1段反応とし、ここで得られたトール脂肪酸メチルエステルを「第1段反応後トール脂肪酸メチルエステル」と称す)。この第1段反応後トール脂肪酸メチルエステルの酸価は42.4mgKOH/gであった。
さらに、上記実施例1〜3で得られた高品質のトール脂肪酸エステルをそれぞれバイオディーゼル燃料に用いたところ、軽油の消費に関わる環境負荷を軽減することができた。
Claims (4)
- 1〜5質量%のロジン酸を含むトール脂肪酸と低級アルコールとを原料としエステル化反応によりトール脂肪酸エステル反応液を得、この反応液を無機系吸着剤が充填された吸着カラムに通液させて、酸価が0.5mgKOH/g未満であり、イオウ分が50質量ppm以下であるトール脂肪酸エステルを製造する方法であって、
前記トール脂肪酸エステル反応液を、前記無機系吸着剤100質量部に対して100質量部以下の割合で、かつ0.01〜1.00mL/cm 2 ・分の溶出速度で通液させる、ことを特徴とするトール脂肪酸エステルの製造方法。 - 1〜5質量%のロジン酸を含むトール脂肪酸と低級アルコールとを原料としエステル化反応によりトール脂肪酸エステル反応液を得、この反応液に無機系吸着剤を加えて攪拌して、酸価が0.5mgKOH/g未満であり、イオウ分が50質量ppm以下であるトール脂肪酸エステルを製造する方法であって、
前記無機系吸着剤100質量部に対して、前記トール脂肪酸エステル反応液が100質量部以下となる割合で、前記無機系吸着剤を加える、ことを特徴とするトール脂肪酸エステルの製造方法。 - 原料とする前記低級アルコールは、炭素数1〜4のアルキルアルコールである、請求項1または2に記載のトール脂肪酸エステルの製造方法。
- 前記無機系吸着剤は、活性炭、ゼオライト、活性アルミナ、活性白土およびシリカゲルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれかに記載のトール脂肪酸エステルの製造方法。
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