超臨界ガスによる石炭液化油精製プロセスにおけるエントレーナー効果に関する研究

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1.蒸気圧測定:超臨界ガスに対する溶解度の重要な支配因子となる石炭液化油成分の蒸気圧測定装置を開発した。測定原理は流通法であるが、ナフタリンについての検証実験の結果、既報の文献値との一致は十分であることが示された。測定例のない石炭液化油成分を中心に、データの収集を行っている。2.蒸気圧推算:複雑な分子構造を有する石炭液化油成分の蒸気圧の理論的予測は、プロセス設計上重要であるが、本研究では分子構造の知見のみで推算可能なグループ寄与法の適用性を検討した。その結果、単純な構造を有する成分についてはある程度推算可能であるが、複雑な環構造を有する化合物については推算誤差が大きくなることが明らかとなった。置換基の位置などを考慮した推算モデルを開発中である。3.溶解度測定:流通法に基づいた高圧ガスに対する高沸点化合物の溶解度測定装置を開発した。本装置は平衡セルと平衡コイルの交換により液状、固体のいずれの試料にも用いることができる。超臨界二酸化炭素に対するナフタリンの溶解度測定を試み、他の報告例と十分な精度で一致することを確認した。さらに、石炭液化油成分のなかでもとくに有用と思われる化合物について系統的にデータを収集している。4.溶解度推算:抽出条件を設定するうえで溶解度推算が不可欠となるが、本研究では摂動型状態方程式を用い溶解度推算式を提案した。物質定数の混合則には新たに局所モル分率の概念に基づく方法を採用し、各種超臨界ガスと石炭液化油成分の組み合わせについて、抽出量の推算を試み満足な結果を得た。5.エントレーナー効果:エントレーナー効果について摂動型状態方程式により予測したところ、二酸化炭素によるナフタリン抽出の場合、プロパンよりベンゼンの方が効果的であることが示された。これはナフタリンと同族体であるベンゼンの親和力がより強いためと考えられる。実験的確認を試みている。