(57)【要約】【課題】ワックス分の留出を低減でき、低粘度で、流動点および目詰まり点が低い燃料油を、従来の方法に比べて効率良く製造し得る、燃料油の製造方法の提供。【解決手段】パーム果房、パーム果実、パーム粉末、パーム油、ココヤシの果実、ココナッツ油、ジャトロファの果実、植物性廃食用油および動物性廃食用油からなる群から選択される少なくとも１種の油糧をアルカリ性化合物と混合し、３００〜５５０℃で熱分解して燃料油を得る燃料油製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーム果房、パーム果実、パーム粉末、パーム油、ココヤシの果実、ココナッツ油、ジャトロファの果実、植物性廃食用油および動物性廃食用油からなる群から選択される少なくとも１種の油糧をアルカリ性化合物と混合し、３００〜５５０℃で熱分解して燃料油を得る燃料油製造方法。
【請求項２】
前記油糧が、パーム果房、パーム果実、ココヤシの果実およびジャトロファの果実からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１に記載の燃料油製造方法。
【請求項３】
前記油糧がパーム果房である請求項２に記載の燃料油製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ性化合物が、グリセリンに溶解し得るアルカリ性化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の燃料油製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ性化合物を前記油糧１００質量部に対して２〜１５質量部添加する請求項１〜４のいずれかに記載の燃料油製造方法。
【請求項６】
前記油糧を熱分解して気化されたガスから分留した熱分解油について溶剤抽出を行い、燃料油を得る請求項１〜５のいずれかに記載の燃料油製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料油製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界的規模で地球温暖化現象が重大な問題となっており、その解決策の一つとして、化石燃料の代替燃料となり得るバイオマスエネルギーが盛んに研究されて実用化されつつある。
バイオマスエネルギーの中でもバイオディーゼル燃料（ＢＤＦ）が、軽油代替燃料として注目されている。ＢＤＦの原料としては主に大豆が使用されているが、大豆は多くの国で主食として利用されている他、家畜の飼料としても利用されている。そのため、ＢＤＦへの大豆の利用により、世界各国で食糧難を引き起こす可能性や、大豆以外にも日常品価格の高騰等が現実に問題となっている。
【０００３】
従来、ＢＤＦは、動植物の油脂に、メタノール、アルカリ性化合物等を加えて６０〜２６０℃程度でエステル交換反応を行う方法により製造されている（例えば、特許文献１〜２参照）。従来のＢＤＦの製造方法は、パーム油、大豆油、廃食物油等のオイルをエステル交換してＢＤＦを得る方法であり、例えば、パームを原料とする場合は、パームの房実（Ｆｒｅｓｈ  Ｆｒｕｉｔ  Ｂｕｎｃｈ、以下「ＦＦＢ」ともいう。）にスチームを当てる蒸煮法により果実の状態にし、その果実から搾油、洗浄して得られる粗パーム油（ＣＰＯ）にする工程が必要であるためコストが高くなる。また、ＦＦＢから果実を得る際に生じる廃水が問題となる。
更に、ＣＰＯを原料とする場合は、ＣＰＯの前段階のパームの果実の質量を１００％としたとき、得られるＢＤＦは２０％程度であった。この収率では、パームの果実が比較的安価であるといっても結果としてコストが高くなり、商品化するためには収率の向上が必要である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９７１５号公報
【特許文献２】特開２００８−８１７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜２等に記載の従来のエステル交換によるＢＤＦの製造方法は、油糧のエステル交換を行っているが熱分解は行っていないため、粘度が高くなる、流動点および目詰まり点が高くなり寒冷地での使用が困難になる等の品質上の問題や、グリセリンを分離する工程が必要であるため製造コストが高くなるという問題や、分離したグリセリンは廃棄物となるという環境上の問題がある。
【０００６】
一方、主原料であるパーム油等の植物性油脂や動物性油脂を熱分解しようとすると、通常の熱分解反応条件では多量のワックス分が留出してしまい製品とすることが難しい。また、得られる熱分解油は、臭気が強く、酸価が高いため短時間で着色する。
【０００７】
そこで、本発明は、ワックス分の留出を低減でき、低粘度で、流動点および目詰まり点が低い燃料油を、従来の方法に比べて最小の前処理で効率良く製造し得る、燃料油の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討した結果、パーム油等の油糧をアルカリ性化合物と混合し、３００〜５５０℃で熱分解することにより、ワックス分の留出を低減でき、低粘度で、流動点および目詰まり点が低い燃料油を得ることができ、熱分解反応時間も短縮できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（６）を提供する。
（１）パーム果房、パーム果実、パーム粉末、パーム油、ココヤシの果実、ココナッツ油、ジャトロファの果実、植物性廃食用油および動物性廃食用油からなる群から選択される少なくとも１種の油糧をアルカリ性化合物と混合し、３００〜５５０℃で熱分解して燃料油を得る燃料油製造方法。
（２）前記油糧が、パーム果房、パーム果実、ココヤシの果実およびジャトロファの果実からなる群から選択される少なくとも１種である上記（１）に記載の燃料油製造方法。
（３）前記油糧がパーム果房である上記（２）に記載の燃料油製造方法。
（４）前記アルカリ性化合物が、グリセリンに溶解し得るアルカリ性化合物である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の燃料油製造方法。
（５）前記アルカリ性化合物を前記油糧１００質量部に対して２〜１５質量部添加する上記（１）〜（４）のいずれかに記載の燃料油製造方法。
（６）前記油糧を熱分解して気化されたガスから分留した熱分解油について溶剤抽出を行い、燃料油を得る上記（１）〜（５）のいずれかに記載の燃料油製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料油製造方法によれば、ワックス分の留出を低減でき、低粘度で、流動点および目詰まり点が低い燃料油を、従来の方法に比べて最小の前処理で効率良く製造し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明の燃料油製造方法（以下「本発明の製造方法」という。）は、パーム果房、パーム果実、パーム粉末、パーム油、ココヤシの果実、ココナッツ油、ジャトロファの果実、植物性廃食用油および動物性廃食用油からなる群から選択される少なくとも１種の油糧をアルカリ性化合物と混合し、３００〜５５０℃で熱分解して燃料油を得る燃料油製造方法である。
【００１２】
本発明の製造方法において燃料油の原料として用いる油糧は、パーム果房、パーム果実、パーム粉末、パーム油、ココヤシの果実、ココナッツ油、ジャトロファの果実、植物性廃食用油および動物性廃食用油からなる群から選択される少なくとも１種である。
前記植物性廃食用油や前記動物性廃食用油としては、例えば、大豆油、菜種油、ひまわり油、綿実油、胡麻油、落花生油、椿油等の植物性油脂の使用済み廃油；牛脂、豚脂、馬脂、魚油、鯨油等の動物性油脂の使用済み廃油；等が挙げられる。本発明は、従来は廃棄されていた廃食用油を用いても良質な燃料油を得ることができるため、省資源の観点からも環境上の観点からも大きなメリットがあり、極めて有用である。
【００１３】
また、本発明においては、従来の方法と異なり、アルカリ性化合物存在下高温で熱分解するため、前記油糧として、オイルに加工されていない、パーム果房、パーム果実、ココヤシの果実およびジャトロファの果実からなる群から選択される少なくとも１種を用いても良質な燃料油を得ることができ、かつ、収率も向上できる。この方法ではオイルに加工する工程が不要であるため、効率良く製造することができ、コストを抑えることができる。
【００１４】
前記房実は、Ｆｒｅｓｈ  Ｆｒｕｉｔ  Ｂｕｎｃｈ（ＦＦＢ）とも呼ばれ、通常、パームの木から採取されるのはＦＦＢの状態である。このＦＦＢを蒸煮法等により処理することにより果実とすることができる。さらに、果実を搾油、洗浄してパーム油（ＣＰＯ）を得ることができる。本発明の製造方法においては、ＦＦＢをそのまま熱分解することができる。また、ＦＦＢを粉砕した後に熱分解してもよい。
ここで、ＦＦＢを果実に加工する際の凝縮水量は多く、ＢＯＤ値（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｏｘｙｇｅｎ−Ｄｅｍａｎｄ）も高いため通常の廃水処理方法では処理が難しいため環境問題となり、処理コストが多大であった。一方、本発明の製造方法において、特に、前記油糧としてパームのＦＦＢを用いた場合、ＦＦＢを果実やパーム油に加工する前処理工程が一切不要となり、コストを大幅に低減でき、廃水もでないため環境面でのメリットも大きい。さらに、ＦＦＢの状態で、またはＦＦＢを粉砕したものを熱分解すると、従来、実や油に加工する際に捨てていた部分に含まれる油分も使用することとなるため、燃料油の収率が極めて高くなる。
【００１５】
本発明の製造方法においては、前記油糧の熱分解をアルカリ性化合物と混合した状態で行うことにより、ワックス分の留出を低減でき良質な燃料油を得ることができる。
前記アルカリ性化合物としては、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、アミン類等が使用可能であるが、ワックス分の留出を低減する効果が高い点から、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物であることが好ましい。
また、ワックス分の留出を低減する効果が高い点から、グリセリンに溶解し得るアルカリ性化合物であるのが好ましい。このようなアルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等が好適に挙げられる。
【００１６】
本発明の製造方法においては、前記アルカリ性化合物を、前記油糧１００質量部に対して、２〜１５質量部添加するのが好ましく、５〜１０質量部添加するのがより好ましい。添加量がこの範囲であると、ワックス分の留出をより低減できる。
【００１７】
本発明の製造方法は、前記油糧を前記アルカリ性化合物と混合した状態で３００〜５５０℃、好ましくは３５０〜５００℃で熱分解を行う。
本発明の製造方法では、反応温度を従来のエステル交換反応のものよりも高くすることによって、前記油糧を熱分解することができ、その結果、従来の燃料油に比べて、比重が小さくなり、粘度も低くなり、流動点および目詰まり点も低い燃料油を得ることができる。
【００１８】
温度以外の熱分解反応の条件は、特に限定されないが、圧力は０〜５ｋｇ／ｃｍ2が好ましく、反応時間は１〜６時間が好ましい。
【００１９】
また、熱分解して気化したガスからワックス分を分留し、再び熱分解を行うのが好ましい。このようにすることで、よりワックス分が少ない燃料油を得ることができ、収率も向上できる。
熱分解槽（前記油糧の熱分解が行われる容器）の出口の気化部に還流機能をもたせるか、ワックス分を熱分解槽へ戻す構造とすることにより、熱分解油の品質は更に改善される。
【００２０】
また、熱分解反応を行うと、熱分解槽の内壁にコークが生成して熱伝達が悪化するため、熱分解槽内に回転流動機能をもたせるか、熱分解槽内に熱分解油と過熱蒸気を混合させた高温ガスを直接吹き込むのが好ましい。これらの方法以外に、撹拌しながら熱分解を行うことにより槽内壁にコークが付着することを防止できる方法も好ましい。
【００２１】
系外に移送された重質液は、更に高温域で油分を蒸発し、カーボン残渣とするのが好ましい。このカーボン残渣は付加価値のある活性炭原料として使用し得る。
【００２２】
本発明の製造方法においては、前記油糧を熱分解して気化されたガスから分留した熱分解油について溶剤抽出を行い、燃料油を得るのが好ましい。熱分解油は、そのままでは酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）値が高いが、溶剤を混合して不純物を抽出（洗浄）することにより適度な酸価にすることができ、また、臭気も低減することができる。また、前記油糧を熱分解して気化されたガスから中質油を分留し、前記中質油について溶剤抽出を行い、燃料油を得るのがより好ましい。
溶剤抽出は２回以上行ってもよい。複数回行うことにより、酸価がより改善される。
【００２３】
溶剤抽出に使用する溶剤の種類としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン等のケトン類等、ジメチルエーテル等のエーテル類等が挙げられるが、抽出効果が高く、入手し易い点からもアルコール類が好ましい。
抽出（洗浄）方法は、例えば、前記中質油と溶剤とを十分に混合した後静置し、分離した不純物を含む溶剤層を取り除くことにより行うことができる。取り除かれた不純物を含む溶剤は、蒸発して分離することにより再度利用することができる。
【００２４】
溶剤抽出法の一例としてメタノールを使用した例を以下に示す。
熱分解油にメタノールを１：１の割合で加え、常温下で２分〜１５分間接触撹拌した後、約３０分静置分離する。分離された熱分解油に少量含まれ得るメタノールを蒸発回収する。不純物を含んだメタノールは蒸発させ、メタノールは凝縮回収して再利用する。蒸発槽の底には不純物が濃縮して残存する。メタノールの回収率は約９７％である。この工程を１〜２回経ることにより、酸価が適度に低くなり、熱分解油は安定化する。
【００２５】
油糧が、油（液体）、粉末、果実の場合は、竪型反応器、流動床式反応器を使用するのが好ましい。パ−ムのＦＦＢまたは果実の状態で処理する場合は、破砕なし若しくは粗破砕のまま乾燥機（ロ−タリ−キルン）で水分を脱水後にアルカリ性化合物と一緒に無酸素状態で熱分解反応器（ロ−タリ−キルン）に投入するのが好ましい。乾燥機の熱は乾燥機を回転させながら過熱蒸気を原料に直接接触させる。熱分解は熱分解油と過熱蒸気混合流体を加熱炉で４３０〜５００℃に加熱した高温ガスを回転機能を有する熱分解反応器に直接吹き込む事が好ましい。
【００２６】
熱分解反応器の平均温度は、常圧の場合、約４３０℃で運転するのが好ましい。炭化する温度は約５２０℃である。
【００２７】
油糧が、油（液体）、粉末の場合、水分は少ないがＦＦＢまたは果実では２０〜５０質量％の多量の水分を含むので熱分解する前に乾燥脱水を行なうことが好ましい。熱分解反応器で熱分解された気化流体は３基の凝縮器で重質油/中質油/軽質油・水分/分解ガスに分離される。重質油は熱分解反応器に戻され、中質油は高品質化（溶剤抽出）工程に送られＢＤＦに、分解ガスと軽質油の一部は自家燃料に、排水は活性炭処理後にボイラ−給水と冷却水に使用する。
【００２８】
熱分解反応器の底に溜まる気化しない液体は別途小型ロ−タリ−キルン等でハ−ド(高温)熱分解して炭化物とする事が好ましい。油分を含まない炭化物は冷却用スクリュ−コンベア−で排出粉砕し活性炭原料とする事が好ましい。
【００２９】
本発明の製造方法は、前記油糧をアルカリ性化合物と混合し、３００〜５５０℃で熱分解することにより、ワックス分の留出を低減でき、良質な燃料油を得ることができる。さらに、得られる燃料油は、低粘度であるため取扱い性に優れ、流動点および目詰まり点が低いため従来使用できなかった寒冷地でも使用できるため、極めて有用である。また、本発明の製造方法では、アルカリ性化合物を添加することにより熱分解反応時間を短縮できるため、このような燃料油を従来の方法に比べて効率良く製造できる。
また、本発明の製造方法は、植物または廃食油から燃料油を得るため、ＣＯ2削減に大きく寄与し、かつ、化石燃料の依存率を下げることが可能である。また、高価な触媒と高温高圧水素添加方式でなく、本発明に用いる装置は分散型設置も可能な低コストの処理法である。
【００３０】
本発明の製造方法により得られる熱分解油は主に、軽質油（沸点１５０℃未満）、中質油（沸点１５０℃以上）に分けられるが、主体である中質油は、バイオディーゼル燃料として使用できる。本発明により得られる中質油は、セタン価が６５、流動点、目詰まり点が−１７．５℃、硫黄分２ｐｐｍとなり得るので、自動車用ディーゼル燃料、ボイラー用燃料、発電機用燃料として極めて有用であり、大気汚染防止にも有効である。
【００３１】
植物性油脂や動物性油脂の熱分解油は酸価が高いために変質（変色、臭気、沈殿物）するがメタノール等による溶剤抽出を採用することにより、油質は安定し、長期保存が可能となる。
また、パームのＦＦＢまたは果実を原料とした場合の熱分解残渣は、ヤシ殻炭であるので付加価値の高い粒状活性炭の原料となる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
油糧として、パームを粉末化したものとパーム果実を使用した。
図１は、実施例１に用いた装置の概念図である。図１に示すように、粉末化したパームを、定量供給機１にて撹拌機付きの溶融槽２に投入し、約９０℃に加熱して溶融した。その後、溶融したパームを原料供給ポンプ３にて中質油凝縮器５および重質油（ワックス）凝縮器６にて加熱され、重質油槽７に移送した。重質油槽７において竪型熱分解槽１２または小型キルン装置１４から送られてきた熱分解ガスと熱交換し加熱したパームを加熱炉供給ポンプ１０にて管式加熱炉１１に移送し、４５０℃に加熱した。管内コーキングを抑制するために、フィード量に対して約２質量％のスチームと１５℃換算で約５ｍ／ｓｅｃの管内流速を維持し、管式加熱炉１１内のＨＥＡＴ  ＦＬＡＸを２２０００ｋａｌ／ｍ2・Ｈｒとした。４２０℃の流体は、竪型熱分解槽１２に入り、２〜５時間の滞留時間を与えた。ここに、パームの果実を竪型熱分解槽１２の上部から定量供給機１３を使用して供給した。水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）をパーム油およびパームの果実の合計１００質量部に対して１０質量部加え、無酸素の状態で熱分解した。
次に、竪型熱分解槽１２で気化した油と未分解残油を得た。未分解油は、小型キルン装置１４に移送した。気化したガスは中質油凝縮器５および重質油凝縮器６と軽質油凝縮器４で中質油を中質油槽８に、軽質油と水分を軽質油槽９に、分解ガスを分解ガス槽１５に分留した。分解ガス槽１５に分留された分解ガスはシールポットを介して管式加熱炉１１に送られ、また、軽質油の一部は軽質油槽９からポンプ２０により管式加熱炉１１に送られ、それぞれ燃料として利用した。また、水分は活性炭処理し、冷却水として利用した。中質油槽８に分留された中質油は、ポンプ１９により高品質化装置１６に送られ、そこでメタノールを使用して溶剤抽出が行われ、酸価が改善された。
また、重質油槽７に溜まったワックス分を含む液は、原料と一緒に再度管式加熱炉１１にフィードした。
小型キルン装置１４に移送された残油は約５００℃まで加熱され、気化したガスは重質油槽７に移送した。また、固化した残渣は冷却器付きスクリューコンベアで残渣受槽１８に移送され、このカーボン化した残渣は活性炭原料として利用できる。
なお、原料のパーム粉末の代わりにパーム油を使用してもよい。
【００３３】
（実施例２）
油糧としてパ−ムのＦＦＢを用いた。
図２は、実施例２に用いた装置を示す概念図である。パームのＦＦＢを破砕なしでそのままＦＦＢ投入機１０１を介して横型回転式乾燥機（ロ−タリ−キルン）１０２に投入した。熱は過熱蒸気と向流接触しパ−ムのＦＦＢに含まれる水分を蒸発分離した。蒸発分離した蒸気はサイクロン１０３で固形物と分離後一部はブロアー１０４を介して加熱器１０５で再過熱蒸気にし、横型回転式乾燥機（ロ−タリ−キルン）１０２に供給した。残りの一部は蒸気凝縮器１０６を介して水受槽１０７に送り冷却水となった。この水は活性炭排水処理装置１１９にて処理後ボイラ−水、冷却水として使用した。横型回転式乾燥機（ロ−タリ−キルン）１０２で乾燥されたパ−ムのＦＦＢは破砕機能をもつ移送機で横型回転式熱分解反応器（ロ−タリ−キルン）１０９に投入した。同時にアルカリ化合物添加器１０８にてアルカリ化合物を２〜１５質量％添加した。熱分解に必要な熱は重質油を加熱炉１１７で過熱蒸気と一緒に再加熱し気化（約４７０℃）させて横型回転式熱分解反応器（ロ−タリ−キルン）１０９に吹込んだ。横型回転式熱分解反応器（ロ−タリ−キルン）１０９で約４５０℃、反応時間３〜６時間与えることによりパ−ムは熱分解し、気化したガスは重質油凝縮器１１０で重質油槽１１１にて重質油ワックスが、中質油凝縮器１１２で中質油槽１１３にて中質油が凝縮し、軽質油凝縮器１１４で軽質油／水槽１１５にて軽質油と水が凝縮した。重質油ワックスは重質油加熱炉供給ポンプ１１６を介して加熱炉１１７に過熱蒸気とともに供給され出口温度は約４５０〜５００℃にガス化され横型回転式熱分解反応器（ロ−タリ−キルン）１０９の熱源とした。中質油は冷却されて高品質化装置（溶剤抽出）１２０で酸化値を改善した。軽質油は加熱炉等の燃料油として使用され、水は活性炭配水処理装置１１９で処理され一部はボイラー１２１の水とし一部は冷却水として利用した。熱分解ガスは加熱炉１１７等の燃料として利用した。横型回転式熱分解反応器（ロ−タリ−キルン）１０９内で気化しない固形物残渣は炭化物抜出冷却器１１８で排出冷却され活性炭原料として利用した。
【００３４】
実施例１〜２の燃料油製造方法によれば、ワックス分の留出を低減でき、低粘度で、流動点および目詰まり点が低い燃料油を、従来の方法に比べて効率良く製造できた。
【００３５】
（実施例３）
パ−ムのＦＦＢ２５３.１１ｇと水酸化カルシウム１５ｇとを、バッチ式熱分解テスト機に装入し、熱分解、溶剤抽出および蒸留を行った。
熱分解反応は、３７０℃〜５０５℃で約４時間かけて常圧で実施した。３７０℃迄は水分が留出し、その後１時間半は水分と油分の混合液が留出し、その後２時間半は油分が留出した。留出物と残渣の合計１００質量％中、ＦＦＢを原料としたために水分が４７．４質量％と多いが、油分３１．７質量％、熱分解ガスが８．５質量％、残渣が１２．４質量％得られた。
流出した熱分解油にメタノールを混合し、不純物を含むメタノール層を取り除いた（溶剤抽出）。パーム油の熱分解油は、好ましくは炭素数５〜２５の液体である。その熱分解油を１１０℃未満、１１０℃以上１５０℃未満、１５０℃以上に蒸留分離し、１５０℃以上の留分（中質油）について分析した結果を下記表１および表２に示す。
得られた油分の収率は、原料（ＦＦＢ）の質量１００％に対して３１．７質量％であった。
【００３６】
【表１】
2010001400.tif 000002
【００３７】
【表２】
2010001400.tif 000003
【００３８】
得られた実施例３の中質油のガスクロマトグラフ分析を行った。得られたチャートを図３に示す。
また、比較試料として軽油のガスクロマトグラフ分析を行った。得られたチャートを図４に示す。
【００３９】
なお、熱分解で留出した水分と軽質油は活性炭で処理し、水分は透明になり、軽質油も安定した黄色となった。
残渣は完全な炭化物となっており、活性炭原料となり得る事を確認した。
また、分解ガスも熱量が８０００ｋｃａｌ/ｋｇあり、燃料として使用できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の燃料油製造方法に用いる装置の好適な態様の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の燃料油製造方法に用いる装置の好適な態様の一例を示す概念図である。
【図３】図３は、実施例３で得られた中質油のガスクロマトグラフ分析の結果を示すチャートである。
【図４】図４は、軽油のガスクロマトグラフ分析の結果を示すチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１  定量供給器
２  溶融槽
３  原料供給ポンプ
４  軽質油凝縮器
５  中質油凝縮器
６  重質油凝縮器
７  重質油槽
８  中質油槽
９  軽質油槽
１０  加熱炉供給ポンプ
１１  加熱炉
１２  竪型熱分解槽
１３  定量供給機
１４  小型キルン装置
１５  分解ガス槽
１６  高品質化装置
１８  残渣受槽
１９  ポンプ
２０  ポンプ
１０１  ＦＦＢ投入機
１０２  横型回転式乾燥機
１０３  サイクロン
１０４  ブロアー
１０５  加熱器
１０６  蒸気凝縮器
１０７  水受槽
１０８  アルカリ化合物添加器
１０９  横型回転式熱分解反応器
１１０  重質油凝縮器
１１１  重質油槽
１１２  中質油凝縮器
１１３  中質油槽
１１４  軽質油凝縮器
１１５  軽質油／水槽
１１６  重質油加熱炉供給ポンプ
１１７  加熱炉
１１８  炭化物抜出冷却器
１１９  活性炭廃水処理装置
１２０  高品質化装置（溶剤抽出）
１２１  ボイラー
【図１】
2010001400.tif 000004
【図２】
2010001400.tif 000005
【図３】
2010001400.tif 000006
【図４】
2010001400.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーム果房、パーム果実、ココヤシの果実およびジャトロファの果実からなる群から選択される少なくとも１種の油糧を水酸化カルシウムと混合し、３００〜５５０℃で熱分解して燃料油を得る燃料油製造方法。
【請求項２】
前記油糧がパーム果房である請求項１に記載の燃料油製造方法。
【請求項３】
前記水酸化カルシウムを前記油糧１００質量部に対して２〜１５質量部添加する請求項１または２に記載の燃料油製造方法。
【請求項４】
前記油糧を熱分解して気化されたガスから分留した熱分解油について溶剤抽出を行い、燃料油を得る請求項１〜３のいずれかに記載の燃料油製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討した結果、パーム果房等の油糧を水酸化カルシウムと混合し、３００〜５５０℃で熱分解することにより、ワックス分の留出を低減でき、低粘度で、流動点および目詰まり点が低い燃料油を得ることができ、熱分解反応時間も短縮できることを見出し、本発明を完成させた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（４）を提供する。
（１）パーム果房、パーム果実、ココヤシの果実およびジャトロファの果実からなる群から選択される少なくとも１種の油糧を水酸化カルシウムと混合し、３００〜５５０℃で熱分解して燃料油を得る燃料油製造方法。
（２）前記油糧がパーム果房である上記（１）に記載の燃料油製造方法。
（３）前記水酸化カルシウムを前記油糧１００質量部に対して２〜１５質量部添加する上記（１）または（２）に記載の燃料油製造方法。
（４）前記油糧を熱分解して気化されたガスから分留した熱分解油について溶剤抽出を行い、燃料油を得る上記（１）〜（３）のいずれかに記載の燃料油製造方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明の燃料油製造方法（以下「本発明の製造方法」という。）は、パーム果房、パーム果実、ココヤシの果実およびジャトロファの果実からなる群から選択される少なくとも１種の油糧を水酸化カルシウムと混合し、３００〜５５０℃で熱分解して燃料油を得る燃料油製造方法である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明においては、従来の方法と異なり、水酸化カルシウム存在下高温で熱分解するため、前記油糧として、オイルに加工されていない、パーム果房、パーム果実、ココヤシの果実およびジャトロファの果実からなる群から選択される少なくとも１種を用いても良質な燃料油を得ることができ、かつ、収率も向上できる。この方法ではオイルに加工する工程が不要であるため、効率良く製造することができ、コストを抑えることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記果房（房実）は、Ｆｒｅｓｈ  Ｆｒｕｉｔ  Ｂｕｎｃｈ（ＦＦＢ）とも呼ばれ、通常、パームの木から採取されるのはＦＦＢの状態である。このＦＦＢを蒸煮法等により処理することにより果実とすることができる。さらに、果実を搾油、洗浄してパーム油（ＣＰＯ）を得ることができる。本発明の製造方法においては、ＦＦＢをそのまま熱分解することができる。また、ＦＦＢを粉砕した後に熱分解してもよい。
ここで、ＦＦＢを果実に加工する際の凝縮水量は多く、ＢＯＤ値（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｏｘｙｇｅｎ−Ｄｅｍａｎｄ）も高いため通常の廃水処理方法では処理が難しいため環境問題となり、処理コストが多大であった。一方、本発明の製造方法において、特に、前記油糧としてパームのＦＦＢを用いた場合、ＦＦＢを果実やパーム油に加工する前処理工程が一切不要となり、コストを大幅に低減でき、廃水もでないため環境面でのメリットも大きい。さらに、ＦＦＢの状態で、またはＦＦＢを粉砕したものを熱分解すると、従来、実や油に加工する際に捨てていた部分に含まれる油分も使用することとなるため、燃料油の収率が極めて高くなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の製造方法においては、前記油糧の熱分解を水酸化カルシウムと混合した状態で行うことにより、ワックス分の留出を低減でき良質な燃料油を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の製造方法においては、前記水酸化カルシウムを、前記油糧１００質量部に対して、２〜１５質量部添加するのが好ましく、５〜１０質量部添加するのがより好ましい。添加量がこの範囲であると、ワックス分の留出をより低減できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の製造方法は、前記油糧を前記水酸化カルシウムと混合した状態で３００〜５５０℃、好ましくは３５０〜５００℃で熱分解を行う。
本発明の製造方法では、反応温度を従来のエステル交換反応のものよりも高くすることによって、前記油糧を熱分解することができ、その結果、従来の燃料油に比べて、比重が小さくなり、粘度も低くなり、流動点および目詰まり点も低い燃料油を得ることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
油糧が、油（液体）、粉末、果実の場合は、竪型反応器、流動床式反応器を使用するのが好ましい。パ−ムのＦＦＢまたは果実の状態で処理する場合は、破砕なし若しくは粗破砕のまま乾燥機（ロ−タリ−キルン）で水分を脱水後に水酸化カルシウムと一緒に無酸素状態で熱分解反応器（ロ−タリ−キルン）に投入するのが好ましい。乾燥機の熱は乾燥機を回転させながら過熱蒸気を原料に直接接触させる。熱分解は熱分解油と過熱蒸気混合流体を加熱炉で４３０〜５００℃に加熱した高温ガスを回転機能を有する熱分解反応器に直接吹き込む事が好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明の製造方法は、前記油糧を水酸化カルシウムと混合し、３００〜５５０℃で熱分解することにより、ワックス分の留出を低減でき、良質な燃料油を得ることができる。さらに、得られる燃料油は、低粘度であるため取扱い性に優れ、流動点および目詰まり点が低いため従来使用できなかった寒冷地でも使用できるため、極めて有用である。また、本発明の製造方法では、水酸化カルシウムを添加することにより熱分解反応時間を短縮できるため、このような燃料油を従来の方法に比べて効率良く製造できる。
また、本発明の製造方法は、植物または廃食油から燃料油を得るため、ＣＯ2削減に大きく寄与し、かつ、化石燃料の依存率を下げることが可能である。また、高価な触媒と高温高圧水素添加方式でなく、本発明に用いる装置は分散型設置も可能な低コストの処理法である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
油糧として、パームを粉末化したものとパーム果実を使用した。
図１は、実施例１に用いた装置の概念図である。図１に示すように、粉末化したパームを、定量供給機１にて撹拌機付きの溶融槽２に投入し、約９０℃に加熱して溶融した。その後、溶融したパームを原料供給ポンプ３にて中質油凝縮器５および重質油（ワックス）凝縮器６にて加熱され、重質油槽７に移送した。重質油槽７において竪型熱分解槽１２または小型キルン装置１４から送られてきた熱分解ガスと熱交換し加熱したパームを加熱炉供給ポンプ１０にて管式加熱炉１１に移送し、４５０℃に加熱した。管内コーキングを抑制するために、フィード量に対して約２質量％のスチームと１５℃換算で約５ｍ／ｓｅｃの管内流速を維持し、管式加熱炉１１内のＨＥＡＴ  ＦＬＡＸを２２０００ｋａｌ／ｍ2・Ｈｒとした。４２０℃の流体は、竪型熱分解槽１２に入り、２〜５時間の滞留時間を与えた。ここに、パームの果実を竪型熱分解槽１２の上部から定量供給機１３を使用して供給した。水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）をパーム粉末およびパームの果実の合計１００質量部に対して１０質量部加え、無酸素の状態で熱分解した。
次に、竪型熱分解槽１２で気化した油と未分解残油を得た。未分解油は、小型キルン装置１４に移送した。気化したガスは中質油凝縮器５および重質油凝縮器６と軽質油凝縮器４で中質油を中質油槽８に、軽質油と水分を軽質油槽９に、分解ガスを分解ガス槽１５に分留した。分解ガス槽１５に分留された分解ガスはシールポットを介して管式加熱炉１１に送られ、また、軽質油の一部は軽質油槽９からポンプ２０により管式加熱炉１１に送られ、それぞれ燃料として利用した。また、水分は活性炭処理し、冷却水として利用した。中質油槽８に分留された中質油は、ポンプ１９により高品質化装置１６に送られ、そこでメタノールを使用して溶剤抽出が行われ、酸価が改善された。
また、重質油槽７に溜まったワックス分を含む液は、原料と一緒に再度管式加熱炉１１にフィードした。
小型キルン装置１４に移送された残油は約５００℃まで加熱され、気化したガスは重質油槽７に移送した。また、固化した残渣は冷却器付きスクリューコンベアで残渣受槽１８に移送され、このカーボン化した残渣は活性炭原料として利用できる。
なお、原料のパーム粉末の代わりにパーム油を使用してもよい。