バイオディーゼル（BDF)の反応蒸留法とそのフローの紹介です！！
以前に、Static-Mixerを使ったバイオディーゼル（BDF)の連続製造プロセス方式の概要は下記で、その全体フローを紹介しました。
前回紹介した手法は、上記の反応及びグリセリン分離工程を同時に1工程で行う方法を紹介しました。
但し、（超）高転化率を狙った2段階アルカリ法ですので、この工程を2度繰り返すことになります。
手法的には、英語では Reactive Distillation（反応蒸留） と言われる方法です。一般に、上記のフローに示す様に、やはりポンプで昇圧した油とメトキシド(メタノール+アルカリ触媒）は、同様に混合器（Static-Mixerを便宜上使用）を経て、サブリアクター（SR）、続いて反応蒸留塔（RDT)の中段へ混合液は入ります。
通常は、油を余熱する必要が有りますが、この廃食油（WVO)は、グリセリン前処理（GPT）などで、既に充分な温度(60℃程度）であると言う前提ですので、省略して有ります。また、WVOの前処理から連続処理なら、ポンプも不要ですが、ここではポンプ付のフローで仕上げてあります。
この塔は蒸留塔（シーブトレイなど）であり、塔底部にはリボイラー、塔頂部にはコンデンサー(凝縮器）が付いた通常の蒸留塔を現しています。
但し、蒸留塔は一般にコストも高いので、充填剤(ラシヒリング、サドルなど）を充填しただけの廉価版充填塔（ドライプロセス用タワーの転用）でも構わないと思います。
特に、塔底に近づくに従い高温になり反応速度も上昇しますが、徐々にメタノール濃度も連続的に低下しますので、最終的には反応は停止します。更に、ある程度加圧下で、或いは還流(Reflux)を増やせば、反応性は更に増します。
メタノールが含まれていない為、この分離は高速、かつより完全に行われます。
更に、この分離をより小さい容器で、高速に行う為には、フローに示す様にCoalescer技術を使えば、より完璧だと思います。
或いは、工夫すれば、セパレーター機能も、反応・メタノール回収工程に含めて１段で完結する可能性もあります。特にアルカリ２段目の反応工程に対しての代替案の可能性は多いにあります。
加えて、このフロー図は、1段反応フローとして仕上げてありますが、この方式でもアルカリ2段法も,一寸工夫をすれば可能です。
但し、本手法は、反応と同時にメタノール除去をしてしまいますので、通常は以前報告の反応・分離手法（上記Blog記事参照）の２段目反応＋メタノール回収工程の代替案が好ましいと考えます。これにより更に、反応速度が速くなる筈ですので、。。。
以前、極く簡単に紹介した、バッチ方式で常時実施しているWBD法(whole Batch Demethanol）は、実はこの方式とほぼ同一で、連続方式でも、バッチ方式でもどちらでも利用可能な高速化の技術手法です。
今回は、蒸留塔を使い反応とメタノール回収を1工程で行う方法を紹介しました。
蒸留操作を使う場合、過去は精製工程での利用が殆どでしたが、ここでは反応とメタノール回収の同時工程での利用例です。
この方式は、今回紹介するフローとは多少異なりますが、海外でも類似の報告事例はあります。特に、高速反応と高転化率が注目されている手法の一つです。
但し、日本では、この方法も殆ど存在しないと思います。
この方式も、前回紹介済の方法と同様に、イオン交換樹脂など標準的なドライ・プロセス用の塔類がほぼそのまま使えるので、設備費が安価となります。
このプロセスの前段のグリセリン前処理、後段の精製工程などは、以前紹介した方法と全く同一で、この部分を、全体フローの一部として埋め込むことができます。
この手法も一つの高速反応・メタノール回収と言う要素技法となりえます。
これ以上の詳細設計仕様は、一般公開はしていません。
エコな（超）高転化率BDF装置をお考えでしたら、直接お問い合わせ下さい。
本方法も、（超）高転化率に加え、他のプロセスより低設備投資で、コンパクト、かつエネルギー的にも効率的プロセスであろうと思います。
また、使用メタノール量の最も少ない手法でもあります。通常の使用量の３０～４０％は減少可能とも言われています。商業目的でのBDF生産では、特に重要です。
ご参考までに。。
では、また。。。。
Ｊｏｅ．Ｈ
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