その場接触分解によるバイオオイル高効率アップグレーディング法の開発と機構解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24651080
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 則永 行庸 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (00312679)
• 連携研究者: 林 潤一郎 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (60218576) ; 工藤 真二 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (70588889)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 再生可能資源 / バイオオイル / 固体酸触媒 / 接触改質 / 基幹化学製品

研究概要

本研究では，リグノセルロースバイオマスやその構成成分を急速熱分解して得られる揮発成分のその場接触改質特性を，揮発成分とチャーを分離して追跡可能な二段反応器を用いて調べ，芳香族化合物生成反応機構について検討し，以下の様な成果を得た．①ゼオライト触媒を用いたバイオマス急速熱分解生成物の接触改質により，芳香族化合物を高収率で得た．特に，HZSM-5を用いた場合，550℃で26%（炭素モル基準）もの高収率で芳香族化合物を得た．②本反応系の効果はセルロースに対し顕著で，芳香族化合物への転換率は30%以上であった．③アルキンやジエン炭化水素化合物を中間体として芳香族化合物へ転換することを初めて見出した．

研究成果

• [雑誌論文] 炭素資源熱化学反応の理解と予測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 則永行庸
  • 雑誌名: 九州大学炭素資源国際教育研究センターNewsletter 巻: No.11
  • URL: http://cr.cm.kyushu-u.ac.jp/doc/newsletter/Newsletter11.pdf
• [雑誌論文] Catalytic effects of Na and Ca from inexpensive materials on in-situ steam gasification of char from rapid pyrolysis of low rank coal in a drop-tube reactor (2013)
  • 著者名/発表者名: Li-xin Zhang, Toru Matsuhara, Shinji Kudo, Naoto Tsubouchi, Jun-ichiro Hayashi, Yasuo Ohtsuka and Koyo Norinaga.
  • 雑誌名: Fuel Processing Technology 巻: 113 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.fuproc.2013.03.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Process Development toward Efficient Charcoal Production from Biomass using Moving Bed Pyrolyzer (2013)
  • 著者名/発表者名: Yong Huang, Koyo Norinaga, Shinji Kudo, Jun-ichiro Hayashi, Keiji Tomura, Satoshi Horiuchi, Nubuo Takasu.
  • 雑誌名: Journal of the Society of Powder Technology, Japan 巻: Vol.50 No.3 ページ: 173-181
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/sptj/50/3/50_173/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオマス熱化学反応の理解と予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 則永行庸
  • 雑誌名: 化学工学 巻: Vol.77(9) ページ: 646-649
  • URL: http://www.scej.org/kagakukogaku_shi/index.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Applications of Catalysis in the Selective Conversion of Lignocellulosic Biomass by Pyrolysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kudo, Koyo Norinaga, Jun-ichiro Hayashi.
  • 雑誌名: Journal of Novel Carbon Resource Sciences 巻: Vol.6 ページ: 1-8
  • URL: http://ncrs.cm.kyushu-u.ac.jp/assets/files/JNCRS/JNCRS_Vol6_01-08.pdf
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental investigations for the reaction pathways leading to aromatic hydrocarbons in in-situ reforming of products derived from fast pyrolysis of biomass over zeolite catalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Uemura, Kudo Shinji, Hayashi Jun-ichiro, Koyo Norinaga
  • 学会等名: The 26th International Symposium on Chemical Engineering
  • 発表場所: Pusan, South Korea
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] Experimental Investigation for the Conversion Characteristics of Products from Fast Pyrolysis of Biomass to Aromatic Compounds over Zeolite Catalyst (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Uemura, Koyo Norinaga, Kudo Shinji, Hayashi Jun-ichiro, Hisahiro Einaga
  • 学会等名: 第12回日中石炭・C1化学シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] ゼオライト触媒を用いたバイオマス急速熱分解生成物のin-situ接触改質特性および反応機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上村和大,則永行庸,工藤真二,林潤一郎,永長久寛
  • 学会等名: 第22回日本エネルギー学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-08-06
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.carbonres.com/
• [備考] 則永 行庸ホームページ
  • URL: http://www.cm.kyushu-u.ac.jp/hayashi/kn/norinaga_jap.html
• [備考] 九州大学研究者情報(則永 行庸)
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003438/
• [産業財産権] バイオマス炭化方法及びバイオマス炭化装置 (2012)
  • 発明者名: 戸村 啓二,則永 行庸ら
  • 権利者名: JFEエンジニアリング,九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2012/083329
  • 出願年月日: 2012-12-21