(57)【要約】    【課題】  パーム果房等を熱分解して低粘性・低流動点・高セタン価の燃料油を製造するようにした方法を提供する。    【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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上上記設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の原料にアルカリ性化合物を添加して低温熱分解を行わせ、設定温度に達したときに多孔質無機酸化物から選ばれる分解触媒を添加し、設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で高温熱分解を行わせ、得られた熱分解中質油から低粘性で高流動性、しかも高セタン価の燃料油を得る。分解触媒には酸化シリコン−酸化アルミニウム、天然白土又はゼオライトを用いることができる。
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【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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料からバイオディーゼル燃料油を製造する方法であって、
上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、
４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上上記設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の上記原料にアルカリ性化合物を添加して該アルカリ性化合物の存在下に低温熱分解を行わせ、
上記設定温度に達したときに多孔質無機酸化物から選ばれる分解触媒を添加し、設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で上記分解触媒の存在下に高温熱分解を行わせ、
得られた熱分解中質油から低粘性・低流動点・高セタン価の燃料油を得るようにしたことを特徴とするバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項２】
３６０°Ｃ以上３９０°Ｃ未満の範囲内の温度で、脱水後の上記１又は複数の原料にアルカリ性化合物を添加して第１段目の低温熱分解を行わせ、３９０°Ｃ以上上記設定温度未満の範囲内の温度で、第２段目の低温熱分解を行わせるようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項３】
上記アルカリ性化合物は、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選ばれる化合物である請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項４】
上記分解触媒は、酸化シリコン−酸化アルミニウム、天然白土又はゼオライトから選ばれる多孔質無機酸化物である請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項５】
上記アルカリ性化合物を上記原料に対して５〜１５重量％、上記分解触媒を未分解油に対して３〜１０重量％添加するようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項６】
上記原料の加熱脱水及び熱分解を熱分解槽(3,4)にて行うようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項７】
熱分解の前工程に脱水機(103)を設け、該脱水機(103)で原料の加熱脱水を行った後、脱水後の原料に対して熱分解を行うようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項８】
パーム果房又はその腐敗物からの脱水蒸気を６００°Ｃ以上の燃焼炉に２〜３秒の間滞留させて加熱脱臭し、この脱水蒸気を含む高温燃焼ガスを原料の脱水及び熱分解の熱源として用いるようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項９】
上記脱水蒸気を含む高温燃焼ガスによる熱量が不足するときに、熱分解油のうちのワックス留分、軽質油又は熱に安定なトルエンを５００°Ｃに加熱して熱分解槽内に直接吹き込むか、又は５５０°Ｃの過熱蒸気を熱分解槽内に直接吹き込むことにより加熱脱水及び熱分解の熱量を補うようにした請求項８記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１０】
複数の熱分解槽(3,4,108A,108B,108C)を設け、複数の熱分解槽(3,4,108A,108B,108C)における熱分解を運転スケジュ−ルに基づいて行うとともに、各熱分解槽(3,4,108A,108B,108C)における熱分解をバッチ式で行うようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１１】
上記熱分解槽(108) の熱分解残渣を流動床構造の焼却炉(130) に投入して焼却し、焼却炉(130) の熱砂を乾燥機(103) 、予熱機(120) 及び熱分解槽(108) の少なくとも１つに供給して熱源とするようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１２】
上記得られた熱分解中質油から燃料油を溶媒抽出するようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１３】
上記得られた熱分解中質油を所定の低圧力下に水素ガスと反応させて燃料油を得るようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１４】
上記熱分解残渣が分解触媒及び／又はアルカリ性化合物を含んでいる請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１５】
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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料をアルカリ性化合物及び分解触媒の存在下に熱分解する燃料油の製造装置であって、
上記１又は複数の原料が投入され、上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の上記原料をアルカリ性化合物の存在下に低温熱分解し、上記設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で多孔質無機酸化物から選ばれる分解触媒の存在下に高温熱分解する熱分解槽(3,4,108,108A,108B,108C)と、
該熱分解槽(3,4,108,108A,108B,108C)の熱分解ガスから熱分解油を凝縮する凝縮器(8，111)と、
凝縮された熱分解油を蒸留し、軽質油と中質油を分離する蒸留塔(10,114)と、
分離された熱分解中質油から燃料油を精製する精製器(14,115,131)と、
を備えたことを特徴とするバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１６】
上記熱分解槽(108,108A,108B) の前段に設けられ、上記１又は複数の原料の加熱脱水を行った後、脱水後の原料を熱分解槽(108,108A,108B) に与える脱水機(103)を更に備えた請求項１５記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１７】
上記１又は複数の原料からの脱水蒸気を６００°Ｃ以上の温度に加熱して加熱脱臭し、この脱水蒸気を含む高温燃焼ガスを上記熱分解槽(3,4,108A,108B,108C)及び／又は脱水機(103) に供給する加熱炉(6,105,116) を更に備えた請求項１５記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１８】
上記加熱炉(105) の熱源が熱分解残渣及び／又は熱分解軽質油である請求項１７記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１９】
上記熱分解槽(108) から排出された熱分解残渣を焼却する流動床構造の焼却炉(130) を更に備え、上記焼却炉(130) からの熱砂が乾燥機(103) 、予熱機(120) 及び熱分解槽(108) に熱源として供給される請求項１５記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項２０】
上記熱分解槽(3,4) 内には複数の加熱板(32)が相互に所定の間隔をあけて設けられるとともに、上記熱分解槽(3,4) の外壁にはジャケット(31)が設けられ、上記加熱板(32)及びジャケット(31)には上記脱水蒸気を含む高温燃焼ガスが流通されるようになっている請求項１７記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイオディーゼル燃料油の製造方法及びその装置に関し、特にパーム果房、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、動物性廃食用油、これらの腐敗物を熱分解して低粘性・低流動点・高セタン価の燃料油を収率よく製造するようにした方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、化石燃料に代替されるバイオマスエネルギーが盛んに研究されているが、バイオマスエネルギーの中でバイオディーゼル燃料（以下、ＢＤＦという）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、大豆は人間の主食や家畜の飼料に利用されているので、ＢＤＦへの大豆の利用は食糧難を引き起こすおそれがある。【０００３】
従来、ＢＤＦを製造する場合、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°Ｃ〜２６０°Ｃの範囲内の温度でエステル交換反応を行わせることにより製造する方法（特許文献１、特許文献２）、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を得る方法が提案されている。【０００４】
しかし、例えばパームを原料とする場合、パーム房実（Ｆｒｅｓｈ  Ｆｒｕｉｔ  Ｂｕｎｃｈ、以下「ＦＦＢ」ともいう）に蒸気を当てる蒸煮法によって果実の状態にし、そのパーム果実を搾油し洗浄して粗パーム油（ＣＰＯ）にする必要があるので、コスト高になるばかりでなく、ＦＦＢから果実を得る際に生じる大量の廃水が問題となる。【０００５】
更に、ＣＰＯを原料とする場合にはＣＰＯの前段階のパーム果実に対し、得られるＢＤＦは２５重量％程度であり、パーム果実が比較的安価であるといっても結果としてコスト高になり、実用化のためには収率の向上が必要である。【０００６】
また、エステル交換によってＢＤＦを製造すると、ＢＤＦの粘度が高くなり、流動性が悪くて目詰まりを起こしやすいことから、寒冷地での使用には不向きである。【０００７】
これに対し、植物油脂に炭酸ナトリウムや水酸化カリウムなどを添加して熱分解によって液状油を得る方法（非特許文献１）、ヒマワリ油に炭酸ナトリウムを加えて４００°Ｃ又は４２０°Ｃで熱分解して熱分解油を製造する方法（非特許文献２）、パーム油を熱分解してディーゼル燃料に近い性状の燃料油を製造する方法（非特許文献３）、油脂原料を取り除いたオイルパーム空房や油脂が搾取された果実の外皮に対し、アルカリ触媒を用いて熱分解油を得る方法（非特許文献４、非特許文献５）、が知られている。【０００８】
上述のアルカリ性化合物の存在下の熱分解法によるＢＤＦの製造方法では得られた燃料油の粘性はエステル交換法に比して低く、流動性がよく目詰まりを起こし難いＢＤＦを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２９７１５号公報
【特許文献２】特開２００８−８１７３０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Fuel Processing Technology, 1998年, No.57, p81-92
【非特許文献２】J.Anal. Appl. Pyrolysis, 2004,No.71, p.987-996
【非特許文献３】Energy Sources, Part A, 2008年6 月1 日, Vol.30, No.9, p.1060-1064
【非特許文献４】社団法人資源・素材学会春季大会講演集（II) 素材編，2006年, p.1-12
【非特許文献５】Energy Sources, 2000年, Vol.22, No.7, p.631-639
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の非特許文献１〜５記載の熱分解によるＢＤＦ製造方法ではエステル交換法に比してＢＤＦの粘度は低いものの、寒冷地で使用する上で依然として粘度が高く、しかも流動点（冷却時に目詰まりが起こる最低温度）が高く、実際には使用が難しいのが実情であった。【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑み、寒冷地での使用に適した低粘性でかつ低流動点の燃料油を高い収率でもって製造できるようにしたバイオディーゼル燃料油の製造方法及びその製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明に係るバイオディーゼル燃料油の製造方法は、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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料から燃料油を製造する方法であって、上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の上記原料にアルカリ性化合物を添加して該アルカリ性化合物の存在下に低温熱分解を行わせ、上記設定温度に達したときに多孔質無機酸化物から選ばれる分解触媒を添加し、上記設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で上記分解触媒の存在下に高温熱分解を行わせ、得られた熱分解中質油から低粘性で低流動点、かつ高セタン価の燃料油を得るようにしたことを特徴とする。【００１４】
本発明の特徴の１つはパーム果房、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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料にアルカリ性化合物を添加して４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の設定温度未満で低温熱分解を行った後、設定温度以上で分解触媒を添加して高温熱分解を行うようにした点にある。【００１５】
アルカリ性化合物の存在下設定温度未満の低温熱分解によってパーム果房等からワックス留分（重質油成分）の少ない低粘性でかつ高流動性の燃料油を得ることができ、ワックス留分の残った高粘性の未分解油は（アルカリ性化合が残存しているときにはアルカリ性化合物に加えて）分解触媒の存在下に設定温度以上の高温で熱分解されるので、ワックス留分の少ない燃料油を得ることができる。【００１６】
その結果、燃料油の粘性及び流動点は大幅に低くなり、しかもセタン価は高くなり、寒冷地におけるバイオディーゼル燃料油の使用が可能となった。ＢＤＦはガスクロマトグラフ−質量分析（ＧＣ−ＭＳ）で分析した結果、炭素数はＣ9 〜Ｃ18が得られた。これは石油から得られる軽油（Ｃ13〜Ｃ17）に類似し、高いセタン価を確認された。【００１７】
本発明では燃料油の原料にはパーム果房、パーム果実、パーム粉末、パーム油、ココヤシの果実、ココナッツ抽、ジャトロファの果実、植物性廃食用油、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物を用いるが、特にパーム果房及びその腐敗物を主原料として燃料油を製造するのに適している。【００１８】
植物性廃食用油には例えば大豆油、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を挙げることができ、又動物性廃食用油には牛脂、豚脂、馬脂、魚油、鯨油等の動物性油脂の使用済み廃油を挙げることができる。【００１９】
本発明ではアルカリ性化合物存在下に設定温度未満の低温熱分解と、分解触媒存在下に設定温度以上の高温熱分解を行うので、熱分解し難い原料、具体的にはパーム果房、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、動物性廃食用油の腐敗物をも原料として用いることができる。【００２０】
また、従来は廃棄されていた廃食用油を燃料油の原料として用いることができるので、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。【００２１】
さらに、アルカリ性化合物の存在下で熱分解するので、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、ジャトロファの果実を燃料油の原料として用いることができ、しかもオイルに加工する工程を必要としないので、製造の効率が高く、低コスト化を実現できる。本発明の製造方法はオイル加工されていない原料を直接用いることができる点で、従来のバイオディーゼル燃料油の製造方法とは技術的に大きく相違している。【００２２】
通常、パームの木からは果房（ＦＦＢ）の状態で採取され、このＦＦＢを蒸煮法等により処理することによりパーム果実とすることができる。さらに、パーム果実を搾油し洗浄してパーム油（ＣＰＯ）を得ることができる。本発明ではパーム果房、パーム果実、ココヤシの果実、ジャトロファの果実を粗破砕して熱分解の原料として用いるのがよい。【００２３】
ＦＦＢを果実に加工するときの凝縮水の量は多く、ＢＯＤ値も高いので、通常の廃水処理方法では処理が難しく、環境問題を招来し、廃棄処理がコスト高になるが、本発明ではＦＦＢを果実やパーム油に加工する前処理工程が不要となり、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。【００２４】
さらに、粗破砕したＦＦＢを熱分解の原料に用いると、従来、果実やオイルに加工する際に廃棄していた部分を熱分解して有用な分解ガス、カ−ボン残渣、燃料油が得られるのでバイオディーゲル燃料油の収率も向上できる。【００２５】
アルカリ性化合物にはワックス留分を少なくする上で、グリセリンに溶解し得る水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムを用いるのがよい。【００２６】
分解触媒の多孔質無機酸化物には重質油分（ＷＡＸ）を多量に含む未分解油を高温で分解できる触媒、具体的には安価な酸化シリコン−酸化アルミニウム、天然白土、ゼオライトの１又は複数を用いることができる。【００２７】
熱分解中質油はそのままでは酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）値が高い。そこで、本発明では熱分解中質油から燃料油を溶媒抽出する。溶媒によって不純物を除去すると適切な酸価にすることができ、又臭気も低減することができる。溶媒抽出は２回以上行ってもよい。複数回行うことにより、酸価をより改善できる。【００２８】
上述の溶媒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を挙げることができるが、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。【００２９】
抽出方法は例えば熱分解中質油と溶媒とを十分に混合した後静置し、不純物を含む溶媒層を分離することにより燃料油を抽出することができる。不純物を含む溶媒は溶媒のみを蒸発させて不純物を分離し、再利用するのがよい。【００３０】
また、溶媒抽出に代え、水素ガス添加低圧反応によって熱分解中質油を精製するようにしてもよい。すなわち、熱分解中質油を２６０°Ｃ〜４２７°Ｃの範囲内の温度に予熱した後、水素ガスとともに反応塔に送り、反応塔で３．５ｋｇ／ｃｍ2 ・ｇ〜５６ｋｇ／ｃｍ2 ・ｇの圧力で、再生可能な金属酸化物の触媒の存在下で反応させると、色相及び酸化安定性が向上し、不純物か減少し、臭いを改善することができる。得られた燃料油から水素を分離し、水素ガスは再使用する。【００３１】
加熱脱水及び熱分解の熱源には熱分解槽からの脱水蒸気を６００°Ｃ以上（好ましくは８００°Ｃ以下）の温度の燃焼炉に２〜３秒の間滞留させて加熱脱臭し、過熱蒸気を多く含む高温燃焼ガスは原料の脱水及び熱分解の熱源として用いる。これにより廃熱を有効に活用することができる。【００３２】
処理量が多く、熱分解槽ジャケット、加熱板伝熱面積で脱水蒸気の廃熱だけでは熱量が不足する場合には熱分解軽質油や熱的に安定な流体（例えば、トルエン）を循環炉で加熱し、あるいはパーム油やワックス留分を例えば約４５０°Ｃに加熱し、熱分解槽に吹き込むようにするのがよい。６００°Ｃの過熱蒸気を熱分解槽に直接吹き込むのも有用である。その時の量はｍａｘ０．１６ｔｏｎ/ｋｌ−ｆｅｅｄである。【００３３】
すなわち、原料の脱水及び熱分解の熱源として、加熱脱臭した脱水蒸気に加え、さらに熱分解軽質油又はトルエンを加熱して用いることができる。また、原料の脱水及び熱分解の熱源として、加熱脱臭した脱水蒸気に加え、パーム油又はワックス留分を加熱して用いることができる。【００３４】
熱分解軽質油、トルエン、パーム油、ワックス留分の加熱用燃料としては熱分解ガスや熱分解軽質油を用いるが、不足する場合には熱分解残渣を固形燃料として用いることができる。【００３５】
アルカリ性化合物は原料に対して５〜１５重量％、分解触媒は未分解油に対して３〜１０重量％添加する。これによりワックス留分の少ない燃料油を得ることができ、結果的にＢＤＦの収率増に繋がる。【００３６】
熱分解温度（液相下部温度）と反応時間は例えば次のような条件を採用することができる。
１．３６０°Ｃ〜３９０°Ｃを３〜５時間保持し、アルカリ性化合物を添加して第１段目の低温熱分解を液相で行う。この場合、当該範囲内で一定温度に保持してもよく、又当該範囲内で昇温させるようにしてもよい。
２．３９０°Ｃ〜４５０°Ｃで３〜４時間保持し、第２段目の低温熱分解を液相で行う。この場合も当該範囲内で一定温度に保持してもよく、又当該範囲内で昇温させるようにしてもよい。
３．４５０°Ｃ〜５１０°Ｃで２〜３時間保持し、分解触媒を添加し、第３段目の高温熱分解を液相で行う。この場合も当該範囲内で一定温度に保持してもよく、又当該範囲内で昇温させるようにしてもよい。【００３７】
熱分解槽は槽壁にジャケットを設け、内部に複数の加熱板を設けた構造とし、加熱板の間隔を最大１ｍとする。また、熱分解槽の頂部には原料投入・洗浄口を設ける。熱分解槽の内壁に生成するコーキング（Coking) 物質は原料投入・洗浄口から飽和蒸気（５ｋｇ／ｃｍ2 以上）や高圧水を吹き込んで洗浄する。このとき凝縮水でアルカリ性化合物や分解触媒を残渣から除去することもできるが、アルカリ性化合物や分解触媒の付着した熱分解残渣を取り出すようにしてもよい。【００３８】
熱分解油のうち１５０°Ｃ〜３５０°Ｃの留分は空気に触れる前に蒸留塔で分解油ガス、軽質油（沸点：１５０°Ｃ）、ワックス留分を分離する。熱分解中質油は冷却後に溶媒、例えばメタノールによって不純物を抽出するが、条件は常圧、３０°Ｃ〜５９°Ｃとし、メタノールは処理すべき熱分解中質油に対して容量で１〜２倍量を接触させる。メタノールは約９５重量％再使用できる。また、溶媒抽出に代えて水素ガス添加低圧反応によって不純物を少なくすることもできる。【００３９】
系外に排出された未分解油は加熱して油分を蒸発させ、カーボン残渣とするのが好ましい。このカーボン残渣は自家燃料、または活性炭原料、高付加価値炭素材料として使用し得る。【００４０】
得られる熱分解油のうち、沸点１５０°Ｃ以上の中質油は、バイオディーゼル燃料（ＢＤＦ）として使用できる。本発明に係る製造方法によって得られる中質油は、セタン価が６０、目詰まり点（流動点）が−１７．５°Ｃ、硫黄分２ｐｐｍであり、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。【００４１】
なお、アルカリ性合成物の存在下に熱分解する方法が提案されているが、この技術では燃料油の重質油成分（ワックス留分）が多く、重質油成分を除いて燃料油とすると、収率が原料に対して２５重量％程度と低く、収率を高くしようとすると重質油成分の量が多くなって燃料油の粘性は高くなってしまい、寒冷地で使用するには問題がある。【００４２】
これに対し、本発明ではワックス留分（重質油成分）を分解触媒の存在下高温でさらに熱分解するようにしているので、燃料油の粘性が低く、流動点を低下できるとともに、収率を前記アルカリ性合成物の存在下に熱分解する方法に比して約３重量％以上アップでき、原料に対して約２８〜２９重量％の収率を確保できることが確認された。【００４３】
植物性油脂や動物性油脂の熱分解油は酸価が高いので、変質（変色、臭気、沈殿物）しやすいが、メタノール等による溶媒抽出や水素ガス添加低圧反応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。【００４４】
また、パームのＦＦＢや果実を原料とした場合の熱分解残渣は、椰子がら炭であるので、付加価値の高い粒状活性炭の原料となる。特に、熱分解残渣は燃焼させて熱分解槽や乾燥機などの熱源として使用することができるが、熱分解残渣には分解触媒やアルカリ性化合物が含まれているので、残った灰には有用なアルカリ成分が含有されており、肥料に最適である。【００４５】
また、本発明に係るバイオディーゼル燃料油の製造装置は、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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料をアルカリ性化合物及び分解触媒の存在下に熱分解する燃料油の製造装置であって、熱分解軽質油又は過熱蒸気を含む高温燃焼ガスを熱源とし、上記１又は複数の原料が投入され、上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上上記設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の上記原料をアルカリ性化合物の存在下に低温熱分解し、上記設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で多孔質無機酸化物から選ばれる分解触媒の存在下に高温熱分解する熱分解槽と、該熱分解槽の熱分解油ガスから熱分解油を凝縮する凝縮器と、凝縮された熱分解油を蒸留し、軽質油と中質油を分離する蒸留塔と、分離された熱分解中質油から燃料油を精製する精製器と、を備えたことを特徴とする。【００４６】
ここで、原料の加熱脱水は熱分解槽で行ってもよいが、熱分解槽の前段に脱水機を設け、１又は複数の原料の加熱脱水を行った後、脱水後の原料を熱分解槽に送り込むようにしてもよい。【００４７】
熱分解槽は連続運転すると槽内に大きな液面変動などがあるので、通常はバッチ式で運転するが、原料を連続的に投入し、熱分解残渣を連続的に排出できる場合には連続運転も可能である。【００４８】
熱分解残渣は燃料として利用できるので、流動床構造の焼却炉で焼却し、焼却炉の熱砂を乾燥機、予熱機、熱分解槽に送って熱源として用いることができる。【００４９】
また、１又は複数の原料からの脱水蒸気を６００°Ｃ以上（好ましくは８００°Ｃ以下）に加熱して加熱脱臭し、この過熱蒸気を含む高温燃焼ガスを熱分解槽及び／又は脱水機の供給する加熱炉（熱風炉）を更に備えるのがよい。【００５０】
熱分解槽内には複数の加熱板を相互に所定の間隔をあけて設けるとともに、熱分解槽の外壁にはジャケットを設け、加熱板及びジャケットには脱水蒸気を含む高温燃焼ガスを流通させるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一つの熱分解槽で脱水及び熱分解を行なう場合における本発明に係るバイオディーゼル燃料油の製造装置の好ましい実施形態を示す概念図である。
【図２】上記実施形態における熱分解槽の構造の１例を示す構成図である。
【図３】実施例によって得られた燃料油の物性をガスクロマトグラフ−水素炎イオン化型検出器を用いて測定した結果のチャートを示す図である。
【図４】他のチャートを示す図である。
【図５】脱水と熱分解を別工程で行う場合における第２の実施形態を示す概念図である。
【図６】上記実施形態における熱分解槽の運転スケジュールの例を示す図である。
【図７】第３の実施形態を示す図である。
【図８】第４の実施形態を示す図である。
【図９】第５の実施形態を示す図である。
【図１０】第６の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係るバイオディーゼル燃料油の製造装置の好ましい実施形態を示す。図において、１は原料を粗破砕する破砕機、２は粗破砕された原料を貯留するホッパー、３、４は原料を脱水し熱分解する熱分解槽、５は残渣を受ける残渣受槽、６は原料の脱水蒸気を加熱脱臭して熱分解槽３、４に熱源として与える熱風炉（加熱炉）、７はサイクロン、８は熱分解油ガスを凝縮する凝縮器、９は凝縮された熱分解油を受ける熱分解油槽、１０は熱分解油を蒸留する蒸留塔、１１は軽質油を凝縮する軽質油凝縮器、１２は軽質油を受ける軽質油槽、１３は燃料油を冷却するＢＤＦ冷却器、１４はメタノールと燃料油を分離する分離槽、１５、１６はメタノールを蒸発させるメタノール蒸発器、１７はメタノールを凝縮させるメタノール凝縮器、１８はメタノール受槽、１９は煙突、２１は加熱板である。【００５３】
熱分解槽３、４は例えば図２に示されるような構造を採用することができる。槽壁３０にはジャケット３１が設けられ、槽内には複数の加熱板３２が設けられ、加熱板３２の相互の間隔及び加熱板３２と槽壁３０との間の間隔は１ｍ以下に設定されている。槽蓋３３には原料投入洗浄口３４が加熱板３２の間、加熱板３２と槽壁３１の間に対応する位置に設けられ、槽底には残渣の排出口３５が形成され、高温燃焼ガスが熱分解槽３、４のジャケット３１と加熱板３２に導入されるとともに、熱分解槽３、４内には加熱された熱分解重質油（ＷＡＸ）が直接吹き込まれるようになっている。【００５４】
燃料油を製造する場合、パーム果房及びその腐敗物を主原料として準備する。必要に応じて、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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の１又は複数を副原料として準備することができる。これらの原料を破砕機１で粗破砕し、ホッパー２に貯留しておく。【００５５】
熱風炉６で過熱蒸気を多く含む高温燃焼ガスを生成し、熱分解槽３、４のジャケット３１及び加熱板３２に供給し、熱分解槽３、４を昇温させる一方、温度低下した蒸気は煙突１９から大気に放出する。熱分解槽３、４は運転スケジュールに従って交互に運転する。粗破砕した原料は熱分解槽３、４内に投入する。原料からは含有水分が蒸発し、蒸気はサイクロン７で凝縮されることなく分離され、熱風炉６に送られ、熱風炉６で例えば７００°Ｃ以上、２〜３秒滞留されて加熱脱臭された後、この過熱蒸気を多く含む高温燃焼ガスは熱分解槽３、４のジャケット３１及び加熱板３２に供給され、熱分解槽３、４が昇温される。【００５６】
脱水された原料が熱分解槽３、４で３６０°Ｃ〜３９０°Ｃの範囲内の温度に達すると、熱分解槽３、４の原料投入洗浄口３４からアルカリ性化合物、例えば水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムを投入する。投入量は原料に対して５〜１５重量％とする。熱分解槽３、４内の原料を３６０°Ｃ〜３９０°Ｃの範囲内の温度にて３〜５時間かけて第１段目の低温熱分解を行わせた後、３９０°Ｃ〜４５０°Ｃの範囲内の温度に昇温させ、３〜４時間をかけて第２段目の低温熱分解を行わせる。熱分解槽３，４の温度コントロールは高温燃焼ガスや熱分解重質油の流速の制御によって行うことができる。【００５７】
粗破砕され脱水された原料がアルカリ性化合物の存在下で２段階で低温熱分解され、ワックス留分の少ない熱分解油ガスは凝縮器８に送られて沸点が１５０°Ｃ以上の熱分解中質油が凝縮され、熱分解油ガスのうち、沸点１５０°Ｃ以下の軽質油は凝縮器１１で凝縮され、熱分解軽質油槽１２に貯留され、熱風炉６の燃料として用いられる。【００５８】
熱分解油ガスの凝縮油は蒸留塔１０に送られ、蒸留油分のうち軽質油成分は凝縮器１１に戻され、蒸留油分のうちの中質油は冷却器１３で冷却された後、メタノールと混合され、常圧、３０°Ｃ〜５９°Ｃの条件で分離槽１４で熱分解中質油中の不純物がメタノールに抽出分離される。メタノールは抽出処理すべき熱分解中質油に対して容量で１〜２倍量用いる。【００５９】
熱分解中質油とメタノールは分離槽１４から蒸発器１５、１６に送られ、不純物を含んだメタノールが蒸発されて熱分解中質油から分離され、メタノールは凝縮器１７で凝縮され、受槽１８で貯留される。メタノールは約９５重量％再使用される。蒸発器１５、１６から、メタノールが分離された熱分解中質油がワックス留分の少ない良質の燃料油ＢＤＦとして得られる。蒸留塔１０の塔底のワックス分を含んだ重質油分は加熱して熱分解槽３、４に戻され、熱源として用いられるとともに再度熱分解される。【００６０】
熱分解槽３、４の槽底には熱分解されなかったワックス留分などの多い高粘性の未分解油が残存する。そこで、熱分解槽３、４の未分解油が４５０°Ｃに達すると、分解触媒を投入し、４５０°Ｃ〜５１０°Ｃの範囲内の温度で２〜３時間かけて分解触媒の存在下に高温熱分解を行う。分解触媒には多孔質無機酸化物、例えば酸化シリコン−酸化アルミニウム、天然白土又はゼオライトを採用する。分解触媒の添加量は未分解油に対して３〜１０重量％とする。【００６１】
すると、未分解油はアルカリ性化合物が残存している場合にはアルカリ性化合物に加え、分解触媒の存在下でさらに高温熱分解され、４５０°Ｃ未満の場合と同様に熱分解油ガスからワックス留分の少ない熱分解中質油が凝縮され、メタノールで不純物を抽出分離され、ワックス留分の少ない低粘性、低流動点で、しかも高セタン価の良質の燃料油が製造される。【００６２】
熱分解が終了すると、熱分解残渣は排出口３５から排出する。原料投入洗浄口３４から５ｋｇ／ｃｍ2以上の飽和蒸気（又は高圧水）を熱分解槽３、４内に吹き込み、熱分解槽３、４の内壁に生じたＣｏｋｉｎｇ物質を洗浄する。熱分解残渣に付着したアルカリ性化合物や分解触媒は飽和蒸気（又は高圧水）によって洗浄して除去することができるが、アルカリ性化合物や分解触媒が付着した熱分解残渣は熱風炉６の燃料として用いることができ、燃焼灰にはアルカリ成分などが多量に含まれているので、肥料などに用いることができる。最後に、排出口３５から残渣を受槽５に排出する。【００６３】
一方の熱分解槽３、４での熱分解が済むと、他方の熱分解槽４、３で原料の熱分解を行う。熱分解槽３，４は運転スケジュ−ルに沿って投入→脱水→３段階の熱分解→焼絞め→槽内冷却→残渣排出→槽内洗浄が行われる。【００６４】
上記実施例によって得られた燃料油の物性を測定した。測定はガスクロマトグラフ−水素炎イオン化型検出器を用いて行った。測定は表１の条件で行った。分析結果のチャートを図３、図４及び表２に示す。分析の結果、得られた燃料油は主成分であるＣ10〜Ｃ15から、Ｎ−パラフィン系炭化水素と同定することができた。【００６５】
【表１】
2010134219.tif 000003
【００６６】
【表２】
2010134219.tif 000004
【００６７】
図５は第２の実施形態を示す。図において、１０１は破砕機、１０２はホッパー、１０３はロータリキルン式の脱水機、１０４はサイクロン、１０５は熱風炉（加熱炉）、１０６は乾燥物・触媒混合槽、１０７は供給触媒、１０８Ａ，Ｂ，Ｃは熱分解槽，１０９Ａ，Ｂ，Ｃは残渣受槽、１１０は熱分解油受槽、１１１は熱分解油凝縮器、１１２軽質油凝縮器、１１３軽質油受槽、１１４は蒸留塔、１１５は溶剤抽出部、１１６は循環油加熱炉、１１７は煙突、１２０はロータリキルン式の予熱機である。【００６８】
熱風炉１０５で過熱蒸気を多く含んだ６００°Ｃ以上、例えば８００°Ｃの高温燃焼ガスを生成し、熱分解槽１０８のジャケット及び加熱板に供給し昇温させる。温度低下した蒸気は煙突１１７から大気に放出する。また、熱量的に不足する場合、循環油加熱炉１１６で蒸留塔底油（ワックス留分）を５００°Ｃに加熱し熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂに吹き込む。【００６９】
他方、粗破砕した原料はホッパー１０２から脱水機１０３内に投入する。脱水機１０３のジャケットには過熱蒸気を含む高温燃焼ガスが熱風炉１０５から供給されて加熱されており、投入された原料からは含有水分が蒸発し、蒸気はサイクロン１０４で凝縮されることなく分離され、熱風炉１０５に送られ、熱風炉１０５で７００°Ｃ以上、２〜３秒滞留されて加熱脱臭された後、熱分解槽１０８のジャケットや加熱板及び脱水機１０３に供給され、原料の脱水や熱分解の熱源とされる。熱風炉１０５は熱分解残渣及び熱分解軽質油の分解ガスを燃料として用いる。【００７０】
脱水された原料は混合槽１０６でアルカリ触媒（アルカリ性化合物）１０７、例えば水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、又は水酸化カリウムと混合する。投入量は原料に対して５〜１５重量％とする。原料はアルカリ触媒と混合された後、予熱機１２０で約３００°Ｃまで予熱され、熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃに張込まれ、３６０°Ｃ〜３９０°Ｃの範囲の温度に達すると、アルカリ触媒の存在下、３〜５時間かけて第１段目の低温熱分解を行わせ、その後３〜４時間かけて４５０°Ｃとして第２段目の低温熱分解を行わせ、最後に分解触媒を投入し２〜３時間かけて５１０℃に到達させ、第３段目の高温熱分解を行わせる。【００７１】
すると、熱分解油ガスは３６０〜３９０°Ｃから生成し、熱分解油は３９０°Ｃ以上から留出し始める。熱分解油ガスは凝縮器１１１に送られて沸点が１５０°Ｃ以上の熱分解油が凝縮され、熱分解油ガスのうち、沸点１５０°Ｃ以下の軽質油は凝縮器１１２で凝縮され、軽質油受槽１１３に貯留され、分解ガスと水分は分離される。【００７２】
沸点１５０°Ｃ以上の熱分解油は蒸留塔１１４に送られ、蒸留油分のうち軽質油成分は凝縮器１１２に戻され、蒸留油分のうちの中質油は冷却後にメタノール（溶剤）が混合されて溶剤抽出槽１１５に送られ、ＢＤＦとなる。【００７３】
熱量が不足する場合や大型プラント化する場合には蒸留塔１１４の底油（ワックス留分）を循環油加熱炉１１６でほぼ５００°Ｃに加熱されて熱分解槽１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃの熱源に使用すると同時に、再熱分解に供する。また、熱に安定なトルエンを使用し、循環加熱炉１１６で５５０°Ｃに加熱昇温させ、１００％ガス状態で熱分解槽１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ内に直接吹き込むことも可能である。また、５５０°Ｃの過熱蒸気を熱分解槽１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ内に直接吹き込むことも、Ｃｏｋｉｎｇの抑制及び残渣性状の均一化の点で有用である。【００７４】
熱分解中質油とメタノールは溶媒抽出槽１１５に送られ、不純物を含んだメタノールが蒸発されて熱分解中質油から分離され、ワックス留分などの少ない低粘性で良質の燃料油ＢＤＦとして得られる。メタノールは凝縮して再利用することができる。【００７５】
残渣は熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃから残渣受槽１０９Ａ、１０９Ｂ、１０９Ｃに排出される。熱分解が済むと、５ｋｇ／ｃｍ2以上の蒸気（又は高圧水）を熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃに吹き込み、熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃの内壁に生じたＣｏｋｉｎｇ物質を洗浄する。このとき熱分解残渣に付着したアルカリ性化合物や分解触媒を除去することもできる。【００７６】
図６は本例の熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃのバッチ式の運転スケジュールの例を示す。熱分解槽１０８Ａが原料投入・昇温の工程Ｉ、加熱・熱分解の工程ＩＩ、冷却・残渣抜き・清掃の工程ＩＩＩが例えば８時間ごとに行われる。熱分解槽１０８Ｂは熱分解槽１０８Ａの工程Ｉ、工程ＩＩ、工程ＩＩＩと同期して工程ＩＩ、工程ＩＩＩ、工程Ｉ、熱分解槽１０８Ｃは工程ＩＩＩ、工程Ｉ、工程ＩＩと行われる。【００７７】
図７は第３の実施形態を示し、図において図５と同一又は相当部分を示す。本例では脱水機１０３の次段にロータリキルン式の予熱機１２０を設け、脱水した原料を３００°Ｃまで昇温予熱して熱分解槽１０８Ａ又は１０８Ｂに供給するようにしている。【００７８】
粗破砕した原料はホッパー１０２から脱水機１０３内に投入する。投入された原料からは含有水分が蒸発し、蒸気はサイクロン１０４で分離され、熱風炉１０５に送られ、熱風炉１０５で６００°Ｃ以上、例えば８００°Ｃに２〜３秒滞留されて加熱脱臭された後、脱水機１０３や予熱機１２０のジャケット、及び熱分解槽１０８のジャケットや加熱板に供給され、原料の脱水や熱分解の熱源とされる。【００７９】
脱水された原料は混合槽１０６でアルカリ性化合物１０７と混合された後、予熱機１２０で３００°Ｃに予熱され、熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂに張込まれ、３６０°Ｃ〜３９０°Ｃの範囲の温度に達すると、３〜５時間かけて第１段目の低温熱分解を行わせ、その後３〜４時間かけて４５０°Ｃとして第２段目の低温熱分解を行わせ、最後に分解触媒を投入し２〜３時間かけて５１０℃に到達させ、第３段目の高温熱分解を行わせる。【００８０】
熱分解油ガスは３６０〜３９０°Ｃから生成し、熱分解油は３９０°Ｃ以上から留出し始める。熱分解油ガスは凝縮器１１１に送られて沸点が１５０°Ｃ以上の熱分解油が凝縮され、熱分解ガスのうち、沸点１５０°Ｃ以下の軽質油は凝縮器１１２で凝縮され、軽質油受槽１１３に貯留され、分解ガスと水分は分離される。【００８１】
沸点１５０°Ｃ以上の熱分解油は蒸留塔１１４に送られ、蒸留油分のうち軽質油成分は凝縮器１１２に戻され、蒸留油分のうちの中質油は冷却後にメタノール（溶剤）が混合されて溶剤抽出槽１１５に送られ、ＢＤＦとなる。【００８２】
熱量が不足する場合や大型プラント化する場合には蒸留塔底油（ワックス留分）を循環油加熱炉１１６でほぼ５００°Ｃに加熱されて熱分解槽１０８Ａ，１０８Ｂの熱源に使用する。また、熱に安定なトルエンを使用し、循環加熱炉１１６で５５０°Ｃに加熱昇温させ、１００％ガス状態で熱分解槽１０８Ａ，１０８Ｂ内に直接吹き込むことも可能である。また、５５０°Ｃの過熱蒸気を熱分解槽１０８Ａ，１０８Ｂ内に直接吹き込むことも、Ｃｏｋｉｎｇの抑制及び残渣性状の均一化の点で有用である。【００８３】
熱分解中質油とメタノールは溶媒抽出槽１１５に送られ、不純物を含んだメタノールが蒸発されて熱分解中質油から分離され、ワックス留分などの少ない低粘性で良質の燃料油ＢＤＦとして得られる。メタノールは凝縮して再利用することができる。【００８４】
残渣は熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂから残渣受槽１０９Ａ、１０９Ｂに排出される。熱分解が済むと、５ｋｇ／ｃｍ2以上の蒸気（又は高圧水）を熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂに吹き込み、熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂの内壁に生じたＣｏｋｉｎｇ物質を洗浄する。このとき熱分解残渣に付着したアルカリ性化合物や分解触媒を除去することができる。【００８５】
以上のように、本例では脱水・予熱が連続的に行われ、熱分解はバッチ式に行われ、蒸留・溶媒抽出は連続的に行われる。熱分解槽１０８Ａ、１０８Ｂの残渣受槽１０９Ａ、１０９Ｂに代え、残渣排出スクリューを設けて連続的に排出するようにすると、熱分解を連続的に行うこともできる。【００８６】
図８は第４の実施形態を示し、図において図７と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では熱分解槽１０８を１槽とし、４５０°Ｃに加熱した熱分解重質油（ＷＡＸ）を熱分解槽１０８内に直接吹き込み、熱源を与えるようにしている。熱分解槽１０８は連続運転され、熱分解残渣は残渣排出スクリュー１２１で連続的に排出される。他の動作は第３の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。【００８７】
以上のように、本例では脱水・予熱、熱分解及び蒸留・溶媒抽出は連続的に行われることとなる。【００８８】
図９は第５の実施形態を示し、図において図７及び図８と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では槽構造の熱分解槽１０８の後段に流動床構造の焼却炉１３０が設けられ、熱分解槽１０８でアルカリ性化合物の存在下に４５０°Ｃまでの低温熱分解が２段に行われた後、４５０°Ｃ以上５１０°Ｃまでの温度で分解触媒の存在下に高温熱分解が行われ、熱分解残渣は残渣排出スクリュー１２２によって流動床構造の焼却炉１３０に送られ、約８００°Ｃで焼却される。【００８９】
流動床構造の焼却炉１３０から抽出された５００°Ｃ〜６００°Ｃの熱砂は予熱機１２０及び熱分解槽１０８に供給され、予熱機１２０及び熱分解槽１０８の熱源として利用されるとともに、焼却炉１３０で生成された高温の熱風は乾燥機１０３及び予熱機１２０のジャケットに送られ、乾燥機１０３及び予熱機１２０を加熱する。【００９０】
乾燥機１０３で乾燥された原料は予熱機１２０で熱砂とともに回転されて３２０°Ｃまで昇温された後、アルカリ性化合物及び熱砂とともに熱分解槽１０８に投入され、撹拌機によって攪拌されながら３６０°Ｃ〜３９０°Ｃの範囲内の温度での第１段目の低温熱分解と、３９０°Ｃ〜４５０°Ｃの範囲内の温度での第２段目の低温熱分解が行われる。【００９１】
低温熱分解が済むと、つまり原料が４５０°Ｃに達すると、熱分解槽１０８に分解触媒が投入され、ワックス留分を含む未分解油は分解触媒の存在下に４５０°Ｃ〜５１０°Ｃ、３〜６時間をかけて高温熱分解される。【００９２】
高温熱分解が済むと、ワックス留分を含む未分解油（熱分解残渣）は残渣排出スクリュー１２２によって流動床構造の焼却炉１３０に送られ、約８００°Ｃで焼却される。焼却炉１３０から抽出された流動床の熱砂は５００°Ｃ〜６００°Ｃに昇温されており、予熱機１２０及び熱分解槽１０８に投入され、熱源として利用される。【００９３】
流動床構造の焼却炉１３０にはエアーが送り込まれ、これによって流動床が攪拌されるとともに、炉内に火炎が形成されて８００°Ｃ程度まで昇温する。【００９４】
図１０は第６の実施形態を示す。本例は熱分解中質油の溶媒抽出に代え、水素添加低圧反応を行うシステムを示す。図において、熱分解中質油は水素ガスとともに予熱器１３４に送られ、２６０°Ｃ〜４２７°Ｃの範囲内の温度に予熱され、反応塔１３１に送られ、再生可能な金属酸化物の触媒、例えば５０ｋｇ／ｃｍ2 ・ｇの圧力下で反応させ、不純物を減少されて燃料油が得られる。この燃料油は冷却器１３２で冷却され、分離器１３３で水素ガスが分離され、水素ガスは再使用される。
【符号の説明】
【００９５】
３、４、１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｂ            熱分解槽
１０３        脱水機
５，１０５，１１６    加熱炉
８，１１１        凝縮器
１０，１１４        蒸留塔
１４，１１５        分離槽
１２０        予熱機
１３０        焼却炉
１３１        反応器
【図１】
2010134219.tif 000005
【図２】
2010134219.tif 000006
【図３】
2010134219.tif 000007
【図４】
2010134219.tif 000008
【図５】
2010134219.tif 000009
【図６】
2010134219.tif 000010
【図７】
2010134219.tif 000011
【図８】
2010134219.tif 000012
【図９】
2010134219.tif 000013
【図１０】
2010134219.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月9日(2011.3.9)
【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、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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料からバイオディーゼル燃料油を製造する方法であって、
上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、
４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上上記設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の上記原料にアルカリ性化合物を添加して該アルカリ性化合物の存在下に低温熱分解を行わせ、
上記設定温度に達したときに多孔質無機酸化物から選ばれる分解触媒を添加し、設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で上記分解触媒の存在下に高温熱分解を行わせ、
得られた熱分解中質油から低粘性・低流動点・高セタン価の燃料油を得るようにしたことを特徴とするバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項２】
３６０°Ｃ以上３９０°Ｃ未満の範囲内の温度で、脱水後の上記１又は複数の原料にアルカリ性化合物を添加して第１段目の低温熱分解を行わせ、３９０°Ｃ以上上記設定温度未満の範囲内の温度で、第２段目の低温熱分解を行わせるようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項３】
上記アルカリ性化合物は、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選ばれる化合物である請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項４】
上記分解触媒は、酸化シリコン−酸化アルミニウム、天然白土又はゼオライトから選ばれる多孔質無機酸化物である請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項５】
上記アルカリ性化合物を上記原料に対して５〜１５重量％、上記分解触媒を未分解油に対して３〜１０重量％添加するようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項６】
上記原料の加熱脱水及び熱分解を熱分解槽（３，４）にて行うようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項７】
熱分解の前工程に脱水機（１０３）を設け、該脱水機（１０３）で原料の加熱脱水を行った後、脱水後の原料に対して熱分解を行うようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項８】
パーム果房又はその腐敗物からの脱水蒸気を６００°Ｃ以上の燃焼炉に２〜３秒の間滞留させて加熱脱臭し、この脱水蒸気を含む高温燃焼ガスを原料の脱水及び熱分解の熱源として用いるようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項９】
上記脱水蒸気を含む高温燃焼ガスによる熱量が不足するときに、熱分解油のうちのワックス留分、軽質油又は熱に安定なトルエンを５００°Ｃに加熱して熱分解槽内に直接吹き込むか、又は５５０°Ｃの過熱蒸気を熱分解槽内に直接吹き込むことにより加熱脱水及び熱分解の熱量を補うようにした請求項８記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１０】
複数の熱分解槽（３，４，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）を設け、複数の熱分解槽（３，４，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）における熱分解を運転スケジュールに基づいて行うとともに、各熱分解槽（３，４，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）における熱分解をバッチ式で行うようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１１】
上記熱分解槽（１０８）の熱分解残渣を流動床構造の焼却炉（１３０）に投入して焼却し、焼却炉（１３０）の熱砂を乾燥機（１０３）、予熱機（１２０）及び熱分解槽（１０８）の少なくとも１つに供給して熱源とするようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１２】
上記得られた熱分解中質油から燃料油を溶媒抽出するようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１３】
上記得られた熱分解中質油を所定の低圧力下に水素ガスと反応させて燃料油を得るようにした請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１４】
上記熱分解残渣が分解触媒及び／又はアルカリ性化合物を含んでいる請求項１記載のバイオディーゼル燃料油の製造方法。
【請求項１５】
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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料をアルカリ性化合物及び分解触媒の存在下に熱分解する燃料油の製造装置であって、
上記１又は複数の原料が投入され、上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の上記原料をアルカリ性化合物の存在下に低温熱分解し、上記設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で多孔質無機酸化物から選ばれる分解触媒の存在下に高温熱分解する熱分解槽（３，４，１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）と、
該熱分解槽（３，４，１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）の熱分解ガスから熱分解油を凝縮する凝縮器（８，１１１）と、
凝縮された熱分解油を蒸留し、軽質油と中質油を分離する蒸留塔（１０，１１４）と、
分離された熱分解中質油から燃料油を精製する精製器（１４，１１５，１３１）と、
を備えたことを特徴とするバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１６】
上記熱分解槽（１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ）の前段に設けられ、上記１又は複数の原料の加熱脱水を行った後、脱水後の原料を熱分解槽（１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ）に与える脱水機（１０３）を更に備えた請求項１５記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１７】
上記１又は複数の原料からの脱水蒸気を６００°Ｃ以上の温度に加熱して加熱脱臭し、この脱水蒸気を含む高温燃焼ガスを上記熱分解槽（３，４，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）及び／又は脱水機（１０３）に供給する加熱炉（６，１０５，１１６）を更に備えた請求項１５記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１８】
上記加熱炉（１０５）の熱源が熱分解残渣及び／又は熱分解軽質油である請求項１７記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項１９】
上記熱分解槽（１０８）から排出された熱分解残渣を焼却する流動床構造の焼却炉（１３０）を更に備え、上記焼却炉（１３０）からの熱砂が乾燥機（１０３）、予熱機（１２０）及び熱分解槽（１０８）に熱源として供給される請求項１５記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項２０】
上記熱分解槽（３，４）内には複数の加熱板（３２）が相互に所定の間隔をあけて設けられるとともに、上記熱分解槽（３，４）の外壁にはジャケット（３１）が設けられ、上記加熱板（３２）及びジャケット（３１）には上記脱水蒸気を含む高温燃焼ガスが流通されるようになっている請求項１７記載のバイオディーゼル燃料油の製造装置。
【請求項２１】
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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料を熱分解するにあたり、
アルカリ性化合物及び分解触媒の存在下に、上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき、３６０°Ｃ以上上記設定温度未満の範囲内の温度で、脱水後の上記１又は複数の原料に低温熱分解を行わせ、上記設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で、上記低温熱分解後の原料に高温熱分解を行わせるようにしたことを特徴とするバイオディーゼル燃料油用原料の熱分解方法。
【請求項２２】
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、動物性廃食用油及びこれらの腐敗物の群から選ばれる１又は複数の原料を熱分解するバイオディーゼル燃料油用原料の熱分解装置であって、
上記１又は複数の原料が投入され、アルカリ性化合物及び分解触媒の存在下に、上記１又は複数の原料を３６０°Ｃ以上５１０°Ｃ以下の温度に加熱し、４４０°Ｃ〜４７０°Ｃの範囲内の温度を設定温度としたとき３６０°Ｃ以上設定温度未満の範囲内の温度で脱水後の上記原料を低温熱分解し、上記設定温度以上５１０°Ｃ以下の範囲内の温度で高温熱分解する熱分解槽（３，４，１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）と、
該熱分解槽（３，４，１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ）の熱分解ガスから熱分解油を凝縮する凝縮器（８，１１１）と、
を備えたことを特徴とするバイオディーゼル燃料油用原料の熱分解装置。
【国際調査報告】
2010134219.tif 000015
2010134219.tif 000016