石炭の総合的利用を目指した複合的変換プロセスの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02203112
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 橋本 健治 京都大学, 工学部, 教授 (20025919)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 邦夫 群馬大学, 工学部, 教授 (00008442) ; 新井 邦夫 東北大学, 工学部, 教授 (10005457) ; 笠岡 成光 岡山大学, 工学部, 教授 (10032921) ; 持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758) ; 富田 彰 東北大学, 非水溶液化学研究所, 教授 (80006311)
• Keywords: 石炭の溶剤膨潤 / 石炭の超臨界抽出 / 石炭の二段液化 / 乾式高温脱硫剤 / 粉・粒流動層 / 石炭鉱物質の触媒作用

Research Abstract

本研究は,石炭高度利用技術の開発によって石炭利用効率を大幅に向上するとともに,クリ-ンな石炭転換プロセスを完成して,CO_2問題を始めとする環境問題解決に大きく貢献することを目的にしている。具体的には,(1)マイルドな条件下での高効率変換を可能とする熱分解,超臨界抽出法の開発,(2)溶媒,反応系の分子設計に基づく新しい石炭解重合法の開発,(3)石炭高効率ガス化法の開発,(4)石炭ガス化生成ガスの高度精製技術の開発に取り組んでおり,本年度は以下の成果が得られた。
(a)気流層型装置を用いて,石炭を(1)溶剤蒸気中で熱分解,(2)溶剤膨潤炭を熱分解,(3)溶剤膨潤炭を溶剤蒸気中で熱分解,(4)低温熱処理炭を熱分解する新しい方法を提出し,これらを適宜組み合せることにより,転化率,液収率の向上,生成物分布の制御に成功した。(b)触媒粒子を流動媒体とする連続式粉・粒流動層で石炭を熱分解する方法で,軽質液状炭化水素の収率の増加と選択率の向上に成功した。(c)超臨界流体による石炭の抽出液化・抽出物の改質から成る新石炭変換プロセスの開発を目ざして,350のデ-タを整理して抽出機構の解明を試みると同時に,重質ピッチの接触水添改質の可能性を検討した。(d)次世代液化スキ-ムの開発を目ざし,高性能溶剤4水素化フルオランテン/ピレン混合溶剤を見い出した。これを鉄触媒と組み合せて,第一段低圧高速昇温短時間接触,第二段高圧反応から成る二段反応によりオイル+アスファルテン収率76%を達成した。(e)ガス化反応の高転化率領域における速度低下の現象を炭素の変質に由来する因子と鉱物質の変化に由来する因子に分離して検討し,その1つの原因が鉱物質の触媒活性低下であることを明らかにした。(f)石炭系ガスの高温脱硫剤の開発を目ざし,鉄鉱石系は400℃で,Z_nO系は600℃付近で高脱硫活性を発現することを見い出した。また,それぞれが650,700℃付近で再生・くり返し使用可能なことを示した。

Research Products

• [Publications] 橋本 健治: "石炭の効率的水添による熱分解反応制御の試み" 燃料協会誌. 69. 721-725 (1990)
• [Publications] 富田 彰: "Rate Retardation Phenomenen During Gasification of Wandoan Coal" Fuel. 69. 1564 (1990)
• [Publications] 持田 勲: "Rales of Nondonor Solvut in the HydrogenーTransferring Liquefaction of Australian Brown Coal" Energy & Fuels. 4. (1990)
• [Publications] 笠岡 成光: "石炭系ガスのチオフェンの水素化分解用触媒の開発" ケミカルエンジニアリング. 42. 697 (1990)
• [Publications] 新井 邦夫: "Modifieation of the Carbonization Properties of CoalーTar Pitch by Supercritical Fluid Extraction" Fuel. 69. 1490 (1990)
• [Publications] 持田 勲: "炭素材の化学と工学" 朝倉書店, 248 (1990)