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酸化鉄触媒による植物由来バイオマス廃棄物からの有用化学物質製造プロセスの開発

开发使用氧化铁催化剂从植物生物质废物中生产有用化学品的工艺

基本信息

批准号：
12J00402
负责人：
吉川琢也
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,代表的なバイオ燃料であるバイオディーゼルとバイオエタノールの製造時にそれぞれ副生するグリセリン廃液と残さリグニンを対象に,酸化鉄触媒を用いて有用化学物質へ変換する触媒反応プロセスを開発することを目的にした.まず,グリセリン廃液からの基礎化学原料の製造を実施した.グリセリン廃液の希釈水溶液を供給原料に酸化鉄触媒を適用したところ,プロピレン,アリルアルコール,ケトン類などの有用化学物質を合成することに成功した.反応温度,触媒量等の反応条件を検討することにより,有用化学物質の収率は,最大で約60C-mol%に達した.次に,リグニンの低分子化(以下,可溶化)プロセスの開発(1段目)と,得られた可溶化液からのフェノール類の製造(2段目)を実施した.1段目に関して,H_2O/BuOH混合溶媒中でモデル物質を用いた反応を行い,リグニンの可溶化機構を検討した.リグニン中に含まれる種々の結合様式を含むモデル物質を用いた反応結果から,本可溶化反応は,主にリグニン中の結合として最も多いアリールエーテル結合の加水分解により進行していることが示唆された.また2段目に関して,酸化鉄触媒を充填した高圧固定床流通式反応器にリグニン可溶化液を供給し,反応圧力の影響を検討した.その結果,反応圧力を増加させることで,触媒層前に堆積する残さ量が減少した.これは,高圧の過熱水蒸気雰囲気下で反応を行うことで,可溶化液中の重質成分が高分散化され,重質成分の重合反応が抑制されたためと考えられる.また,反応条件を検討したところ,原料と併給する水蒸気量を増加させることで,触媒構造の安定性が向上し,単環芳香族を含めたフェノール類回収率(芳香環基準)が17%にまで向上した.以上の成果から,グリセリン廃液とリグニンからの有用化学物質の製造に成功した.

This study aims at the development of a catalyst for acidifying iron in the presence of useful chemical substances and catalysts. The production of basic chemical raw materials for the production of high-purity liquid is carried out. The synthesis of acidified iron catalyst for the supply of raw materials from aqueous solutions of rare earth and rare earth was successfully carried out. The reaction temperature, catalyst amount and other reaction conditions are discussed, and the recovery rate of useful chemicals is up to about 60C-mol%. In addition, the development of low molecular weight (hereinafter referred to as solubilization) of the solvent (paragraph 1) and the production of the solvent (paragraph 2) were carried out. In paragraph 1, the solubilization mechanism of the solvent in H_2O/BuOH mixture was discussed. In the case of the dissolution reaction, the reaction is carried out in the case of the dissolution reaction, the reaction is carried out in the case of the dissolution reaction, and the reaction is carried out in the case of the dissolution reaction. In the second stage, the influence of high pressure fixed-bed flow-through reactor on reaction pressure was discussed. As a result, the reaction pressure increases and the residual amount of catalyst layer deposits decreases. The heavy components in the solubilized solution are highly dispersed, and the heavy components are suppressed. In addition, the reaction conditions were discussed, and the amount of water vapor from the raw materials and feed increased. The stability of the catalyst structure increased, and the recovery rate of single ring aromatics (aromatic ring basis) increased by 17%. The above achievements are successful in the production of useful chemicals.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Production of phenols from lignin via depolymerization and catalytic cracking

DOI：
10.1016/j.fuproc.2012.05.003
发表时间：
2013-04
期刊：
Fuel Processing Technology
影响因子：
7.5
作者：
T. Yoshikawa;T. Yagi;S. Shinohara;T. Fukunaga;Y. Nakasaka;T. Tago;T. Masuda
通讯作者：
T. Yoshikawa;T. Yagi;S. Shinohara;T. Fukunaga;Y. Nakasaka;T. Tago;T. Masuda

Production of phenols from lignin-derived slurry liquid using iron oxide catalyst

DOI：
10.1016/j.apcatb.2013.03.010
发表时间：
2014-03
期刊：
Applied Catalysis B-environmental
影响因子：
22.1
作者：
T. Yoshikawa;S. Shinohara;T. Yagi;Naonori Ryumon;Y. Nakasaka;T. Tago;T. Masuda
通讯作者：
T. Yoshikawa;S. Shinohara;T. Yagi;Naonori Ryumon;Y. Nakasaka;T. Tago;T. Masuda

Production of Useful Chemicals from Lignin-derived Slurry Liquid using Iron Oxide Catalyst

使用氧化铁催化剂从木质素衍生浆液生产有用化学品