2016 Fiscal Year Annual Research Report
Upgrading of low-rank coal via deoxygenation and recovery of aromatic chemicals
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15K14218
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
増田 隆夫 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20165715)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中坂 佑太 北海道大学, 工学研究院, 助教 (30629548)
吉川 琢也 北海道大学, 工学研究院, 助教 (20713267)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 化学工学 / 資源化学プロセス / 化石燃料有効利用技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低品位炭は、埋蔵量が多く未利用炭素資源の一つとして注目されているが、水分・酸素分が多いために発熱量が低く利用が限られている。本研究では、２段階の工程により、褐炭の改質と芳香族成分の回収を実施する。すなわち一段目では、褐炭を水/有機溶媒中で反応させることにより脱水・脱酸素を進行させ改質する。二段目では、一段目で得られた有機相に含まれる褐炭由来低分子成分を酸化鉄系触媒と反応させることにより縮合芳香族化学原料へ変換する。
１）回分式反応器を用い、水／トルエン溶媒中にて反応時間の影響を検討した。改質炭収率は、いずれの条件においても炭素基準で80%以上と高収率で得られた一方、改質炭の酸素/炭素比（mol比）は、反応時間と共に減少した。これより、酸素官能基を有する低分子成分が脱離した後、脱水あるいは脱炭酸を経て再重合することで改質が進行する反応経路が推測された。また反応時間は、60～120分で所望の品位まで改質されることを明らかとした。
２）改質反応で有機相に回収された低分子成分から酸化鉄系触媒による芳香族成分の回収を実施した。フェノール類を含む芳香族成分は、反応後に約1.5倍に増加し、分子量分布の測定結果から触媒反応により低分子化が進行していることが分かった。
３）更に低品位な泥炭を原料に用いて、１）で最適化した条件にて改質反応を行った。元素分析の結果、亜瀝青炭付近まで改質炭の品位が向上したことが分かり、泥炭に対する本改質プロセスの適用可能性を実証した。
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